Conception CVC | Analyse complète des principes, de la conception, de la sélection, de la construction et du débogage des pompes à chaleur à air !

1. Conception CVC | Analyse complète des principes, de la conception, de la sélection, de la construction et du débogage des pompes à chaleur à air !

Une pompe à chaleur est un appareil qui transfère l'énergie thermique d'une source de chaleur basse température vers une source de chaleur haute température. La source de chaleur basse température couramment utilisée dans les pompes à chaleur est le milieu environnant : air, eau de rivière, eau de mer, eaux usées urbaines, eaux de surface, eaux souterraines, eaux de récupération, réservoirs d'eau d'incendie ou fluides auxiliaires rejetés par les équipements de production industrielle, dont la température est souvent similaire à celle du milieu environnant. Selon les différentes sources de chaleur basse température, les pompes à chaleur peuvent généralement être classées en : air, eau et géothermie.

Principe de base du chauffe-eau à pompe à chaleur à air

Il se compose principalement d'un compresseur, d'un échangeur de chaleur, d'un ventilateur axial, d'un réservoir d'eau isolé, d'une pompe à eau, d'un réservoir de stockage de liquide, d'un filtre, d'un dispositif de régulation et d'un régulateur électronique automatique. Après la mise sous tension, le ventilateur axial se met en marche. L'air extérieur échange de la chaleur à travers l'évaporateur, et l'air refroidi est évacué du système par le ventilateur. Simultanément, le fluide de travail à l'intérieur de l'évaporateur absorbe la chaleur et se vaporise avant d'être aspiré par le compresseur. Ce dernier comprime ce gaz basse pression en gaz haute température et haute pression, puis l'envoie au condenseur. L'eau, forcée à circuler par la pompe à eau, traverse également le condenseur et est chauffée par le fluide de travail avant d'être acheminée vers l'utilisateur. Le fluide de travail est refroidi et transformé en liquide, qui retourne à l'évaporateur après avoir été régulé et refroidi par le détendeur. Ce cycle fonctionne de manière répétée et la chaleur de l'air est continuellement pompée dans l'eau, ce qui fait que la température de l'eau dans le réservoir d'eau isolé augmente progressivement, atteignant finalement environ 55 ℃, ce qui convient parfaitement aux personnes qui souhaitent prendre un bain.

Un chauffe-eau thermodynamique se compose d'un compresseur, d'un condenseur, d'un évaporateur, d'un ventilateur axial, d'un réservoir de stockage de liquide, d'un filtre, d'un dispositif d'arrêt et d'un régulateur électronique automatique. Le compresseur, le condenseur, l'évaporateur et le régulateur de débit constituent les quatre principaux composants.

compresseur

Fonction : Un mécanisme fluide passif qui élève le gaz basse pression à haute pression. Cœur du système de réfrigération, il aspire le gaz réfrigérant basse température et basse pression par le tuyau d'aspiration, actionne le piston pour le comprimer grâce au fonctionnement du moteur, et refoule le gaz réfrigérant haute température et haute pression vers le tuyau d'échappement, alimentant ainsi le cycle de réfrigération, réalisant ainsi un cycle de réfrigération par compression, condensation, détente et évaporation (absorption de chaleur).

Types courants : rotatif, vortex et à vis. Les appareils ménagers sont généralement de type rotatif. Les appareils commerciaux sont généralement de type vortex et à vis.

Compresseur rotatif

Principe de fonctionnement : Le moteur d'un compresseur rotatif n'a pas besoin de convertir le mouvement de rotation du rotor en mouvement alternatif du piston, mais entraîne directement le piston rotatif pour effectuer un mouvement de rotation afin de terminer la compression de la vapeur de réfrigérant.

Avantages : Grâce au mouvement rotatif du piston, la compression est fluide, stable et équilibrée. De plus, les compresseurs d'air rotatifs ne présentent aucun volume mort et ne sont pas perturbés par la dilatation des gaz. Ils offrent donc un rendement de compression élevé, un nombre réduit de composants, une taille compacte, un poids léger, un bon équilibre, un faible niveau sonore, des protections complètes et une faible consommation d'énergie. Le compresseur 1-2,5P conventionnel utilise un compresseur rotatif.

compresseur à spirale

Principe de fonctionnement : Un compresseur à spirale est un compresseur à volume compressible composé d'une spirale développante fixe et d'une spirale mobile développante à translation rotationnelle excentrique.

Avantages : La conception unique du compresseur scroll en fait un compresseur économe en énergie. Son principal composant, le disque scroll, est parfaitement ajusté sans usure, ce qui prolonge sa durée de vie et lui confère une grande fiabilité. Le compresseur vortex, également appelé « compresseur ultrastatique », fonctionne en douceur, avec un minimum de vibrations et un environnement de travail paisible. Sa structure innovante et précise offre des avantages tels qu'un faible volume, un faible niveau sonore, une légèreté, de faibles vibrations, une faible consommation d'énergie, une longue durée de vie, un transport de gaz continu et stable, un fonctionnement fiable et une source de gaz propre. Les compresseurs spiralés sont généralement utilisés dans les petites pompes à chaleur, et les compresseurs conventionnels de 3 à 10 ch en sont équipés.

dispositif d'étranglement

Fonction:

1. Étranglement et réduction de pression : Le réfrigérant liquide à moyenne température et haute pression provenant du condenseur est étranglé pour réduire sa température et sa pression, faisant du réfrigérant entrant dans l'évaporateur une vapeur humide avec une température de saturation plus basse, garantissant que le réfrigérant bout à basse température pour abaisser la température de l'air entrant dans la voiture.

2. Ajustez le débit pour ajuster automatiquement le débit de réfrigérant en fonction des changements de charge de refroidissement et de régime du moteur, de sorte que le système de réfrigération conserve toujours la capacité de refroidissement la plus appropriée.

3. Prévenir les blocages et les surchauffes. Régler le débit de réfrigérant en fonction de la température à la sortie de l'évaporateur afin d'assurer sa vaporisation complète et d'éviter les coups de bélier dans le compresseur. Parallèlement, contrôler la surchauffe des vapeurs de réfrigérant afin d'éviter toute surchauffe anormale.

Types courants : détendeur électronique ; détendeur thermique ; tube capillaire.

détendeur thermostatique

Principe de fonctionnement : Le détendeur thermique régule le débit de réfrigérant entrant dans l'évaporateur en détectant la surchauffe du réfrigérant gazeux à la sortie de l'évaporateur. Il se compose d'un mécanisme d'induction, d'un actionneur, d'un mécanisme de réglage et d'un corps de vanne. Le mécanisme d'induction est rempli de fréon, et le bulbe de détection de température est placé à la sortie de l'évaporateur. Il existe une différence de température entre la température de sortie et la température d'évaporation, généralement appelée surchauffe.

détendeur électronique

Principe de fonctionnement : Le contrôleur calcule les paramètres collectés par les capteurs et envoie les instructions de réglage à la carte de commande, qui envoie des signaux électriques au détendeur électronique pour piloter son fonctionnement. Le détendeur électronique s'ouvre complètement en quelques secondes seulement, avec une réaction et une action rapides, sans surchauffe statique. Les caractéristiques et la vitesse d'ouverture et de fermeture sont réglables manuellement.

Caractéristiques : Pour les détendeurs thermiques, lorsque la température ambiante est basse, la variation de pression du fluide de mesure à l'intérieur de la chambre de mesure est fortement réduite, ce qui affecte considérablement les performances de régulation. Les détendeurs électroniques utilisent des thermocouples ou des thermistances pour mesurer la température, capables de refléter avec précision les variations de surchauffe à basse température. Par conséquent, dans les environnements à basse température tels que les chambres froides des entrepôts frigorifiques, les détendeurs électroniques peuvent également assurer une bonne régulation du débit.

évaporateur

Principe de fonctionnement : L’évaporateur est un élément essentiel de la réfrigération. Le liquide condensé à basse température traverse l’évaporateur et échange de la chaleur avec l’air extérieur, se vaporisant et absorbant la chaleur, produisant ainsi un effet de refroidissement. L’unité d’alimentation en air utilise un évaporateur à ailettes, tandis que l’unité d’alimentation en eau utilise des échangeurs de chaleur à plaques.

condenseur

Principe de fonctionnement : Dispositif qui évacue rapidement la chaleur d’un tube et convertit le gaz ou la vapeur en liquide. Types courants : échangeur de chaleur à calandre et à tubes (chauffage conventionnel), échangeur de chaleur à tubes en titane (piscine) et échangeur de chaleur à manchon (module refroidi par air).

vanne à quatre voies

Fonction : La vanne à quatre voies est le principal composant utilisé pour le dégivrage des systèmes de pompe à chaleur. Elle se compose de trois éléments : une vanne pilote, une vanne principale et une bobine électromagnétique.

Principe de travail: une vanne à quatre voies est différente d'une valve de solénoïde à action directe régulière. Il doit fonctionner sous une certaine pression pour fonctionner correctement. Une valve à quatre voies se compose de trois parties: une valve pilote, une valve principale et une bobine électromagnétique. La bobine électromagnétique peut être démontée et la valve pilote est soudée dans la valve principale dans son ensemble. Lorsque la bobine de l'électrovanne est à l'état de mise hors tension, comme le montre la figure 1, la soupape de diapositive pilote se déplace à gauche sous le lecteur du ressort de compression sur le côté droit. Le gaz à haute pression pénètre dans le tube capillaire ① puis pénètre dans la chambre de piston à l'extrémité droite. D'un autre côté, le gaz dans la chambre de piston à l'extrémité gauche est libéré. En raison de la différence de pression entre les deux extrémités du piston, le piston et la soupape de glissement principale se déplacent à gauche, provoquant la communication du tuyau d'échappement (tuyau S) avec l'unité extérieure de connexion (tuyau C) et les deux autres tuyaux de connexion à communiquer, formant un cycle de chauffage. Lorsque la bobine de l'électrovanne est à l'état énergique, comme le montre la figure 2, la soupape de glissière pilote surmonte la tension du ressort de compression et se déplace vers la droite sous la force magnétique générée par la bobine de solénoïde. Le gaz à haute pression pénètre dans le tube capillaire ① puis pénètre dans la chambre de piston à l'extrémité gauche. D'un autre côté, le gaz dans la chambre de piston à l'extrémité droite est libéré. En raison de la différence de pression entre les deux extrémités du piston, le piston et la soupape de glissière principale se déplacent vers la droite, provoquant la communication du tuyau d'échappement (tuyau S) avec l'unité intérieure de connexion (tuyau E) et les deux autres tuyaux de connexion à communiquer, formant un cycle de dégivrage.

Autres composants : capteurs, pressostats, réfrigérant.

Sélection du site d'installation des unités extérieures :

1. Prévoir un espace d'installation et de maintenance suffisant

2. L'entrée et la sortie d'air doivent être dégagées et les vents forts ne doivent pas souffler partout

3. Endroit sec et aéré

4. La surface d'appui est plane et peut supporter le poids de l'unité extérieure. Elle peut être installée horizontalement sans augmenter le bruit ni les vibrations.

5. Le bruit de fonctionnement et l'air évacué n'affectent pas les voisins

6. Aucun emplacement de fuite de gaz inflammable

7. Tuyaux d'entrée et de sortie d'eau et connexions électriques faciles à installer

8. Emplacements recommandés : balcons, panneaux de climatisation extérieurs, toits, etc.

Attention : L'installation dans les endroits suivants peut provoquer une panne de la machine (si cela est inévitable, veuillez nous consulter) : 1. Endroits contenant des huiles minérales telles que l'huile moteur ; 2. Usines avec de fortes fluctuations de la tension d'alimentation ; 3. Voitures ou cabines ; 4. Cuisines et autres endroits remplis d'huile, de gaz et de gouttelettes d'huile ; 5. Endroits contenant des gaz ou des matériaux inflammables ; 6. Endroits où les gaz acides ou alcalins s'évaporent ; 7. Autres conditions environnementales particulières.

Sélection de l'emplacement d'installation des réservoirs d'eau domestiques :

1. Prévoir un espace d'installation et de maintenance suffisant

2. La surface d'appui est plate, capable de supporter le poids de l'unité extérieure et de fixer le réservoir d'eau dans le sens vertical.

3. Localisation des fuites de gaz non corrosif

4. Facile à installer et à connecter les conduites d'eau et les connexions électriques

5. Il est pratique que l'eau évacuée pendant le fonctionnement de la soupape de sécurité soit évacuée en douceur dans l'égout

6. Assurez-vous que l'eau évacuée pendant le fonctionnement de la soupape de sécurité n'éclabousse pas les planchers et les meubles en bois

7. Si le réservoir d'eau est plus haut que la sortie d'eau chaude, une soupape de sécurité à pression positive et négative doit être installée sur le tuyau d'eau chaude

La différence de hauteur entre le réservoir d'eau et l'unité ne doit pas dépasser 3,5 m

Attention : 1. Déterminez le chemin de déplacement correct

2. Essayez de transporter la machine dans son état d'origine autant que possible

3. Veuillez installer les accessoires conformément aux instructions du manuel du réservoir d'eau

4. Veuillez placer le réservoir d'eau à la verticale pour l'installation