Vzduchová-tepelná čerpadla využívají vzduch jako bezplatný zdroj tepla a pomocí cyklů{1}}změny chladivové fáze a pohonu kompresoru účinně přenášejí teplo obousměrně mezi interiérem a exteriérem: v zimě odebírají nízko{2}}teplo z venkovního vzduchu a přeměňují ho na použitelné vysokoteplotní-teplo pro vnitřní vytápění; v létě fungují obráceně, uvolňují vnitřní teplo do venkovního prostředí, aby vyhovovaly potřebám chlazení, dosahují vysoké účinnosti a úspor energie, aniž by se spoléhaly na fosilní paliva, jako je plyn nebo uhlí. Princip cyklu vytápění a chlazení tepelným čerpadlem je stejný a přepínač funkcí je dosažen úpravou průtoku chladiva čtyřcestným reverzním ventilem. Po aktivaci přepínacího ventilu běží chladicí okruh v obráceném směru: venkovní výměník tepla se přepne z kondenzátoru v režimu chlazení na výparník, který absorbuje teplo z venkovního vzduchu (který má stále kapacitu absorpce tepla v podmínkách nízké-teploty); vnitřní výměník tepla se přepne z výparníku v režimu chlazení na kondenzátor a uvolňuje teplo vysoko-teplotního a vysokotlakého- chladiva stlačeného kompresorem na vnitřní stranu, čímž se dokončí proces ohřevu.
Absorpce tepla odpařováním - "Sběr"
Bezplatné teplo z venkovního vzduchu
• Provoz součásti: Kapalné chladivo o nízké{0}}teplotě a nízkém{1}}tlaku po průchodu škrticím zařízením za účelem snížení tlaku proudí do výparníku venkovní jednotky. Výparník se skládá z hustě uložených hadů uvnitř a vnějších žeber, přičemž ventilátor pohání venkovní vzduch skrz žebra a spirály.
• Princip změny fáze: Bod varu chladiva je mnohem nižší než venkovní teplota (i v zimě při -10 stupních je stále pod bodem varu chladiva). Kapalné chladivo se proto uvnitř spirál výparníku rychle vaří a vypařuje a mění se z kapalného na plyn o nízké teplotě a nízkém tlaku.
• Změna energie: Proces odpařování vyžaduje absorpci velkého množství tepla, které pochází z venkovního vzduchu - i za chladného počasí vzduch stále obsahuje citelné a latentní teplo, které lze extrahovat. Tento krok je jádrem funkce „úspory energie“ tepelného čerpadla-, nespotřebovává žádnou elektrickou energii a pouze dokončuje sběr tepla.
• Klíčový stav: Když chladivo opouští výparník, nachází se v plynném stavu o nízké{0}}teplotě a nízkém{1}tlaku, s teplotou mírně nižší než je venkovní teplota, a přenáší teplo absorbované ze vzduchu.
Komprese a ohřev - spotřebovává elektřinu ke zvýšení energetické hladiny chladiva
• Akce součásti: Plynné chladivo s nízkou-teplotou a-tlakem je nasáváno do kompresoru ("výkonové jádro" tepelného čerpadla). Kompresor pohání píst/rotor, aby stlačoval plyn přes motor.
• Termodynamický princip: Podle zákona, že „když je plyn stlačován, jeho tlak se zvyšuje a teplota stoupá“, je plynné chladivo nuceně stlačováno v kompresoru, což způsobuje prudký nárůst tlaku a teploty.
• Výměna energie: Tento krok spotřebovává elektrickou energii a přeměňuje ji na vnitřní energii chladiva. V důsledku toho se chladivo mění z plynu s nízkou-teplotou a nízkým-tlakem na plyn s vysokou-teplotou a vysokým-tlakem, přičemž teploty dosahují 80 až 120 stupňů (daleko překračují 40 až 60 stupňů požadovaných pro vnitřní vytápění).
• Klíčová role: Tento krok je klíčový pro „energetickou modernizaci“ - přeměňuje původně nízko-teplotní teplo na vysokoteplotní-teplo dostatečné pro potřeby vytápění a je jedinou fází v celém cyklu, která spotřebovává elektřinu.
Uvolnění kondenzačního tepla - Uvolnění tepla do místnosti pro vytápění / přípravu teplé vody
· Komponentní provoz: Do kondenzátoru vnitřní jednotky proudí plynné chladivo s vysokou{0}}teplotou a vysokým{1}}tlakem (pokud se používá k vytápění, je kondenzátor připojen k trubkám podlahového topení / radiátorům; pokud se používá pro teplou vodu, je kondenzátor ponořen do vodní nádrže).
· Princip změny fáze: Teplota chladiva uvnitř kondenzátoru je mnohem vyšší než teplota vody / vody vnitřního topného okruhu v nádrži. Plynné chladivo o vysoké-teplotě se proto začne ochlazovat a kondenzovat, přičemž se mění z plynu o vysoké-teplotě a vysokém-tlaku na vysoko-teplotní a-tlakou kapalinu.
· Změna energie: Proces zkapalňování uvolňuje velké množství latentního tepla (včetně kroku 1: „volné teplo“ absorbované zvenčí + krok 2: teplo produkované kompresorem spotřebovávajícím elektrickou energii). Toto teplo je předáváno do vody topného okruhu nebo teplé užitkové vody přes kondenzátorové spirály, případně vyzařováno do místnosti přes podlahové vytápění / radiátory pro vytápění; nebo přímo ohřev vody v nádrži.
· Klíčový stav: Když chladivo vytéká z kondenzátoru, nachází se v kapalném stavu s vysokou-teplotou a vysokým-tlakem, poté, co uvolnilo své teplo, a teplota klesne na přibližně 50 až 60 stupňů.
