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As bombas de calor explicadas Bombas de calor explicadas: Neste artigo vamos discutir as bombas de calor e como funcionam as bombas de calor. Vamos analisar os diferentes tipos de bombas de calor, as suas aplicações, bem como esquemas animados para cada uma delas, de modo a desenvolver os nossos conhecimentos de engenharia AVAC. Vamos abordar como funcionam as bombas de calor, bombas de calor ar-ar, bombas de calor ar-água, bombas de calor de origem subterrânea, bombas de calor de origem hídrica.
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Ok, a primeira coisa que vamos analisar é a bomba de calor ar-ar. Estes são os tipos mais simples de bomba de calor. São frequentemente muito semelhantes a uma unidade de ar condicionado split normal, com uma unidade localizada no exterior e outra unidade localizada no interior.
Bomba de calor ar-ar Estas podem funcionar apenas como um dispositivo de aquecimento ou, em alternativa, a escolha mais popular é ter um dispositivo que possa fornecer aquecimento e arrefecimento, utilizando uma válvula de inversão.
Existem algumas formas diferentes de configurar uma bomba de calor com inversão, mas vou mostrar-lhe um exemplo simples e típico.
Esquema da bomba de calor Os componentes principais são o compressor, a válvula de inversão, o permutador de calor interior, uma válvula de expansão com uma válvula de derivação sem retorno, um filtro secador bidirecional, um visor de vidro, outra válvula de expansão com uma válvula de derivação sem retorno e o permutador de calor exterior.
No modo de aquecimento, o refrigerante sai do compressor como um vapor de alta pressão e alta temperatura e passa para a válvula de inversão. A válvula de inversão é posicionada no modo de aquecimento para que o refrigerante passe e se dirija para a unidade interior. O ar frio é soprado sobre o permutador de calor da unidade interior para remover alguma da energia térmica e fornecer aquecimento à divisão.O refrigerante condensa. Depois de ter cedido alguma da sua energia, o refrigerante sai como um líquido de alta pressão, ligeiramente mais frio. O refrigerante chega então à válvula de expansão e à derivação, a válvula de expansão está fechada, pelo que o refrigerante líquido passa através da válvula anti-retorno, através do filtro secador e do visor de vidro e, em seguida, passa através da válvula de expansão, porque a válvula anti-retorno naeste lado está a impedir o fluxo.
À medida que o fluido frigorigéneo passa através da válvula de expansão, o fluido frigorigéneo expande-se em volume e transforma-se numa mistura de parte líquido e parte vapor. Esta expansão em volume reduz a temperatura e a pressão. Já falámos sobre o funcionamento das válvulas de expansão térmica e das válvulas de expansão eletrónica.
O refrigerante dirige-se então para o permutador de calor exterior, onde uma ventoinha sopra o ar ambiente exterior sobre a serpentina e adiciona calor ao refrigerante frio. O refrigerante ferve a uma temperatura muito baixa e, à medida que ferve, transporta energia térmica.
Ponto de ebulição do refrigerante Por exemplo, sabemos que a água transporta energia térmica sob a forma de vapor quando ferve e sabemos que ferve a 100*C (212*F). Se olharmos para alguns fluidos frigorigéneos comuns em bombas de calor, o R134a tem um ponto de ebulição de -26,3 °C (-15,34*F) e o R410A tem um ponto de ebulição de -48,5 °C (-55,3*F).num vídeo anterior, mais uma vez com ligações em baixo para isso.
Assim, o fluido frigorigéneo capta a energia térmica do ar exterior e sai do permutador de calor exterior sob a forma de vapor de baixa pressão e baixa temperatura, ligeiramente sobreaquecido, dirigindo-se de novo para a válvula de inversão, que o desvia para o compressor para repetir o ciclo.
Esquema da bomba de calor - No modo de arrefecimento O compressor força o vapor de refrigerante de alta pressão e alta temperatura para a válvula de inversão, que o desvia para a unidade exterior. A ventoinha da unidade exterior sopra o ar ambiente através do permutador de calor, que estará a uma temperatura mais baixa, pelo que transporta o calorO refrigerante condensa-se à medida que perde a sua energia térmica, saindo então como um líquido refrigerante a alta pressão e baixa temperatura.
Em seguida, dirige-se para a válvula de expansão, mas esta está fechada, pelo que o refrigerante passa pela válvula anti-retorno, pelo visor de vidro e pelo filtro secador bidirecional. A válvula anti-retorno seguinte é então fechada, pelo que o refrigerante passa pela válvula de expansão. Ao passar pela válvula de expansão, o refrigerante muda para uma mistura parte líquida, parte vapor, o que faz com que desçaO refrigerante flui então para o permutador de calor interior e uma ventoinha sopra o ar quente interior sobre a serpentina fria, o que provoca a transferência de calor do ar para o refrigerante, que entra em ebulição e retira esse calor. O refrigerante sai da unidade interior em estado de baixa pressão e baixa temperatura, ligeiramente sobreaquecido, e flui para a válvula de inversão. A válvuladesvia-o para o compressor para repetir o ciclo.
Bombas de calor ar-água
Bomba de calor ar-água Estas unidades funcionam de forma semelhante, mas sem a válvula de inversão. O vapor refrigerante de alta pressão e alta temperatura sai do compressor, mas desta vez dirige-se para um permutador de calor de placas. No outro lado do permutador de calor de placas, a água está a ser circulada através de um depósito de armazenamento de água quente. A água fria entra no permutador de calor a partir do depósito e, à medida que passa pelo permutador de calor, éÀ medida que o refrigerante cede o seu calor à água, condensa-se e sai do permutador de calor como um líquido de alta pressão e baixa temperatura. Já abordámos o funcionamento dos permutadores de calor no nosso tutorial anterior, clique aqui para ver o tutorial sobre permutadores de calor.
O refrigerante passa então através do filtro secador e do visor de vidro para a válvula de expansão. A válvula de expansão faz com que o refrigerante se torne parte líquido, parte vapor e a baixa pressão e temperatura. Passa então através do permutador de calor exterior, onde o ar ambiente exterior faz com que o refrigerante entre em ebulição, saindo então como um líquido de baixa pressão e baixa temperatura ligeiramentevapor sobreaquecido e é aspirado de volta para o compressor.
O depósito de água quente fornece então água quente aos radiadores, lavatórios e chuveiros do edifício.
Bomba de calor de origem subterrânea
Bomba de calor geotérmica - como funcionam as bombas de calor Existem dois tipos principais de bombas de calor geotérmicas, as horizontais e as verticais. Ambas funcionam essencialmente da mesma forma, o que varia é a forma como acedem ao calor do solo. Veremos quando utilizar os diferentes tipos, bem como os prós e os contras, no nosso próximo artigo sobre bombas de calor.
No sistema de ar, a bomba de calor pode também ter uma válvula de inversão e fornecer aquecimento ou arrefecimento.
Em ambos os casos, o permutador de calor exterior pode ser um permutador de calor de placas, com o refrigerante a passar de um lado e uma mistura de água e anticongelante a circular do outro lado. A mistura de água e anticongelante é forçada por uma bomba em torno dos tubos no solo, o que lhe permitirá captar a energia térmica em modo de aquecimento e levá-la para o permutador de calor, o refrigerante do outro lado doo permutador de calor absorve o calor porque tem um ponto de ebulição muito baixo, pelo que, à medida que ferve, transporta o calor e pode depois ser utilizado no interior do edifício.
No sistema de ar comprimido pode existir uma válvula de inversão, que permite ao sistema de refrigeração retirar o calor indesejado do edifício e transferi-lo para a mistura de água e anticongelante. Esta água será então bombeada em torno dos tubos no solo e transferirá o calor para o solo, regressando mais fresca e pronta para captar mais calor.
Bomba de calor de fonte de água
Bomba de calor de fonte de água - tipo de circuito aberto e fechado As bombas de calor de fonte de água existem em duas variações principais: circuito fechado e circuito aberto. O circuito fechado retira energia térmica de um lago ou rio e envia-a para o permutador de calor. O circuito aberto retira água de um aquífero ou rio e bombeia-a para o permutador de calor.
Num tipo de circuito fechado, uma mistura de água e anticongelante circula à volta dos tubos para recolher energia térmica e levá-la para o permutador de calor, onde o sistema de refrigeração absorve a energia e utiliza-a para aquecimento. Em alternativa, descarrega o calor indesejado do edifício na mistura de água e anticongelante para arrefecer o edifício.bomba.
Num circuito aberto, a água é puxada através de uma bomba e enviada diretamente para o permutador de calor. O permutador de calor retira então a energia térmica da água ou deita o calor indesejado na água. A água passa então pelo permutador de calor e regressa à fonte, a alguma distância.
