Projeto de AVAC | Análise completa de princípios, projeto, seleção, construção e depuração de bombas de calor de fonte de ar!

1. Projeto AVAC | Análise completa de princípios, projeto, seleção, construção e depuração de bombas de calor de fonte de ar!

Uma bomba de calor é um dispositivo que transfere energia térmica de uma fonte de calor a baixa temperatura para uma fonte de calor a alta temperatura. A fonte de calor a baixa temperatura normalmente utilizada nos dispositivos de bomba de calor é o meio circundante - ar, água do rio, água do mar, esgotos urbanos, águas superficiais, águas subterrâneas, água recuperada, tanques de água de incêndio ou fluidos de trabalho auxiliares descarregados de equipamentos de produção industrial, que muitas vezes têm temperaturas semelhantes às do meio circundante. De acordo com as diferentes fontes de calor a baixa temperatura, as bombas de calor podem ser geralmente divididas em: fonte de ar, fonte de água e fonte subterrânea.

Princípio básico do aquecedor de água com bomba de calor de fonte de ar

Consiste principalmente num compressor, permutador de calor, ventilador axial, tanque de água isolado, bomba de água, tanque de armazenamento de líquido, filtro, dispositivo de estrangulamento e controlador automático eletrónico. Após a alimentação ser ligada, o ventilador de fluxo axial começa a operar. O ar exterior sofre troca de calor através do evaporador, e o ar arrefecido é descarregado do sistema pelo ventilador. Ao mesmo tempo, o fluido de trabalho no interior do evaporador absorve calor e vaporiza, sendo aspirado para o interior do compressor. O compressor comprime este gás de fluido de trabalho de baixa pressão em gás de alta temperatura e alta pressão e envia-o para o condensador. A água que é forçada a circular pela bomba de água também passa pelo condensador e é aquecida pelo fluido de trabalho antes de ser enviada para o utilizador para utilização. O fluido de trabalho é arrefecido num líquido, que flui para o evaporador novamente após ser estrangulado e arrefecido pela válvula de expansão. Este ciclo funciona repetidamente, e o calor do ar é continuamente bombeado para a água, fazendo com que a temperatura da água no tanque de água isolado aumente gradualmente, chegando finalmente a cerca de 55 ℃, o que é adequado para as pessoas tomarem banho.

Um aquecedor de água com bomba de calor é composto por um compressor, condensador, evaporador, ventilador axial, tanque de armazenamento de líquidos, filtro, dispositivo de paragem e controlador eletrónico automático. O compressor, o condensador, o evaporador e o dispositivo de estrangulamento são considerados os quatro componentes principais.

compressor

Função: Uma maquinaria de fluido passivo que eleva gás de baixa pressão para alta pressão. É o coração do sistema de refrigeração, que aspira gás refrigerante de baixa temperatura e baixa pressão do tubo de aspiração, aciona o pistão para o comprimir através do funcionamento do motor e descarrega gás refrigerante de alta temperatura e alta pressão para o tubo de escape, fornecendo energia para o ciclo de refrigeração, conseguindo assim um ciclo de refrigeração por compressão, condensação, expansão e evaporação (absorção de calor).

Tipos comuns: tipo rotativo; tipo vórtice; tipo parafuso. As unidades residenciais utilizam geralmente o tipo rotativo. As unidades comerciais utilizam geralmente os tipos de vórtice e parafuso.

Compressor rotativo

Princípio de funcionamento: O motor de um compressor rotativo não necessita de converter o movimento rotacional do rotor em movimento alternativo do pistão, mas aciona diretamente o pistão rotativo para realizar o movimento rotacional para completar a compressão do vapor refrigerante.

Vantagens: Devido ao movimento rotativo do pistão, o trabalho de compressão é suave, estável e equilibrado. Além disso, os compressores de ar rotativos não possuem espaço livre nem interferência de gases em expansão, apresentando as vantagens de uma elevada eficiência de compressão, poucos componentes, tamanho compacto, peso leve, bom desempenho de equilíbrio, baixo ruído, medidas de proteção completas e baixo consumo de energia. O compressor rotativo 1-2.5P convencional utiliza um compressor rotativo.

compressor de rolagem

Princípio de funcionamento: Um compressor scroll é um compressor com volume compressível composto por uma espiral envolvente fixa e uma espiral envolvente móvel com translação rotacional excêntrica.

Vantagens: O design único do compressor scroll torna-o um compressor com poupança de energia no mundo atual. O principal componente de funcionamento do compressor scroll, o disco scroll, tem apenas um encaixe firme sem desgaste, resultando numa vida útil mais longa e é conhecido como um compressor isento de manutenção. O compressor vortex opera suavemente, com vibração mínima e um ambiente de trabalho tranquilo, sendo também conhecido como "compressor ultraestático". O compressor vortex possui uma estrutura inovadora e precisa, com vantagens como pequeno volume, baixo ruído, peso leve, baixa vibração, baixo consumo de energia, longa vida útil, transmissão de gás contínua e estável, funcionamento fiável e fonte de gás limpa. Os compressores espirais são geralmente utilizados em pequenos equipamentos de bomba de calor, e o convencional de 3-10HP utiliza um compressor espiral.

dispositivo de estrangulamento

Função:

1. Estrangulamento e redução de pressão: O refrigerante líquido de média temperatura e alta pressão do condensador é estrangulado para reduzir a sua temperatura e pressão, tornando o refrigerante que entra no evaporador um vapor húmido com uma temperatura de saturação mais baixa, garantindo que o refrigerante ferva a baixas temperaturas para diminuir a temperatura do ar que entra no carro.

2.º Ajuste o caudal para ajustar automaticamente o caudal do líquido de refrigeração com base nas alterações da carga de refrigeração e da velocidade do motor, para que o sistema de refrigeração mantenha sempre a capacidade de refrigeração mais adequada.

3.º Evite congestionamentos e sobreaquecimento. Controle o caudal do refrigerante com base na temperatura à saída do evaporador para garantir a vaporização completa do refrigerante no evaporador e evitar o golpe de ariete no compressor; ao mesmo tempo, controlar a temperatura de sobreaquecimento do vapor do refrigerante para evitar a ocorrência de fenómenos de sobreaquecimento anormal.

Tipos comuns: válvula de expansão eletrónica; válvula de expansão térmica; tubo capilar.

válvula de expansão termostática

Princípio de funcionamento: A válvula de expansão térmica controla o fluxo de refrigerante que entra no evaporador, detetando o grau de sobreaquecimento do refrigerante gasoso à saída do evaporador. A válvula de expansão térmica é constituída por um mecanismo de indução, um atuador, um mecanismo de ajuste e um corpo de válvula. O mecanismo de indução é preenchido com fluido de trabalho Freon, e o bolbo sensor de temperatura é instalado na saída do evaporador. Existe uma diferença de temperatura entre a temperatura de saída e a temperatura de evaporação, que é normalmente designada por sobreaquecimento.

válvula de expansão eletrónica

Princípio de funcionamento: O controlador calcula os parâmetros recolhidos pelos sensores e envia instruções de ajuste para a placa de acionamento, que envia sinais elétricos para a válvula de expansão eletrónica, acionando a sua ação. A válvula de expansão eletrónica demora apenas alguns segundos a abrir completamente a partir do estado totalmente fechado, com rápida reação e velocidade de ação, sem fenómeno de sobreaquecimento estático, e as características e velocidades de abertura e fecho podem ser ajustadas manualmente.

Características: Para válvulas de expansão térmica, quando a temperatura ambiente é baixa, a variação de pressão do meio sensor de temperatura no interior da câmara de deteção de temperatura é bastante reduzida, o que afeta seriamente o desempenho da regulação. Para as válvulas de expansão eletrónicas, os seus componentes sensores de temperatura são os termopares ou termistores, que podem refletir com precisão as variações de sobreaquecimento a baixas temperaturas. Portanto, em ambientes de baixa temperatura, como câmaras frigoríficas em armazéns frigoríficos, as válvulas de expansão eletrónicas também podem proporcionar uma boa regulação do caudal.

evaporador

Princípio de funcionamento: O evaporador é um componente importante entre os quatro principais componentes da refrigeração. O "líquido" condensado de baixa temperatura passa pelo evaporador e troca calor com o ar exterior, "vaporizando" e absorvendo calor, conseguindo o efeito de arrefecimento. A unidade de fonte de ar adota um evaporador com alhetas. A unidade de fonte de água adota permutadores de calor de placas.

condensador

Princípio de funcionamento: Dispositivo que remove rapidamente o calor de um tubo e converte gás ou vapor em líquido. Tipos comuns: Permutador de calor de casco e tubos (unidade convencional de água quente), permutador de calor de tubos de titânio (unidade para piscina) e permutador de calor de manga (unidade modular arrefecida a ar).

válvula de quatro vias

Função: A válvula de quatro vias é o principal componente utilizado para o descongelamento em sistemas de bombas de calor. É constituída por três partes: uma válvula piloto, uma válvula principal e uma bobina eletromagnética.

Princípio de trabalho: Uma válvula de quatro vias é diferente de uma válvula solenóide de ação direta regular. Deve funcionar sob uma certa pressão para funcionar corretamente. Uma válvula de quatro vias consiste em três partes: uma válvula piloto, uma válvula principal e uma bobina eletromagnética. A bobina eletromagnética pode ser desmontada e a válvula piloto é soldada na válvula principal como um todo. Quando a bobina da válvula solenóide está em um estado de desligamento, como mostra a Figura 1, a válvula de lâmina piloto se move para a esquerda sob a unidade da mola de compressão no lado direito. O gás de alta pressão entra no tubo capilar ① e depois entra na câmara do pistão final direito. Por outro lado, o gás na câmara do pistão da extremidade esquerda é descarregado. Devido à diferença de pressão entre as duas extremidades do pistão, o pistão e a válvula de lâmina principal se movem para a esquerda, fazendo com que o tubo de escape (S) se comunique com a unidade externa de conexão do tubo (c tubo C) e os outros dois tubos de conexão para se comunicarem, formando um ciclo de aquecimento. Quando a bobina da válvula solenóide está no estado energizado, como mostra a Figura 2, a válvula de lâmina piloto supera a tensão da mola de compressão e se move para a direita sob a força magnética gerada pela bobina solenóide. O gás de alta pressão entra no tubo capilar ① e depois entra na câmara do pistão da extremidade esquerda. Por outro lado, o gás na câmara do pistão final direito é descarregado. Devido à diferença de pressão entre as duas extremidades do pistão, o pistão e a válvula de lâmina principal se movem para a direita, fazendo com que o tubo de escape (S) se comunique com a unidade interna de conexão (E.

Outros componentes: sensores, pressostatos, líquido de refrigeração.

Seleção do local de instalação para unidades exteriores:

1. Forneça espaço suficiente para instalação e manutenção

2. A entrada e a saída de ar devem estar desimpedidas e os ventos fortes não devem soprar em todo o lado

3. Área seca e ventilada

4. A superfície de suporte é plana e pode suportar o peso da unidade exterior. Pode ser instalada na horizontal sem aumentar o ruído e a vibração.

5. O ruído de funcionamento e o ar de exaustão não afetam os vizinhos

6. Nenhum local com fuga de gás inflamável

7. Fácil instalação de tubos de entrada e saída de água e ligações elétricas

8.º Locais recomendados: varandas, painéis de ar condicionado exterior, telhados, etc.

Atenção: A instalação nos seguintes locais pode provocar a avaria da máquina (se inevitável, consulte): 1. Locais com óleos minerais, como o óleo de motor; 2. Fábricas com grandes flutuações na tensão de alimentação; 3.º Carros ou cabines; 4. Cozinhas e outros locais cheios de óleo, gás e gotículas de óleo; 5.º Locais com gases ou materiais inflamáveis; 6. Locais onde evaporam gases ácidos ou alcalinos; 7. Outras condições ambientais especiais.

Seleção do local de instalação de depósitos de água residenciais:

1. Forneça espaço suficiente para instalação e manutenção

2. A superfície de suporte é plana, capaz de suportar o peso da unidade exterior e pode fixar o depósito de água na direção vertical

3. Local de fuga de gás não corrosivo

4. Fácil de instalar e ligar tubos de água e ligações elétricas

5.º É conveniente que a água descarregada durante o funcionamento da válvula de segurança seja descarregada suavemente para o esgoto

6. Certifique-se de que a água descarregada durante o funcionamento da válvula de segurança não salpica os pavimentos e móveis de madeira

7.Se o depósito de água estiver mais alto do que a saída de água quente, deverá ser instalada uma válvula de segurança de pressão positiva e negativa no tubo de água quente

A diferença de altura entre o reservatório de água e a unidade não deve exceder 3,5 m

Atenção: 1. Determine o percurso de movimento correto

2.º Tente transportar a máquina na sua condição original o mais possível

3. Instale os acessórios de acordo com as instruções do manual do depósito de água

4. Coloque o depósito de água na vertical para a instalação