Sistema de aire acondicionado con bomba de calor
El componente principal que permite la funcionalidad del sistema de aire acondicionado con bomba de calor es la válvula de inversión de cuatro-vías. Ajusta la dirección del flujo del refrigerante dentro del sistema, lo que permite cambiar entre los modos de refrigeración y calefacción de la cabina. La mayor ventaja del sistema es su alta eficiencia energética.
Principio de enfriamiento del aire acondicionado con bomba de calor
Componentes clave: compresor eléctrico, válvula de inversión de cuatro-vías, condensador externo, válvula de expansión, evaporador interno.
Proceso del ciclo de enfriamiento:
1) Proceso de compresión
El compresor aspira refrigerante gaseoso de baja-temperatura y baja-presión del evaporador, lo comprime y descarga refrigerante gaseoso de alta-temperatura y alta-presión hacia la válvula de inversión de cuatro-vías.
En el modo de refrigeración, la válvula de cuatro-vías cambia la ruta del flujo para dirigir el gas de alta-temperatura y alta-presión al condensador externo.
2) Condensación y expulsión de calor (condensador externo)
El refrigerante gaseoso-temperatura y alta-presión ingresa al condensador externo y libera calor al ambiente exterior. El refrigerante se condensa de un gas a un líquido de temperatura media-y alta-presión, rechazando el calor (etiquetado como "Rechazo de calor" en el diagrama).
3) Estrangulamiento y reducción de presión (válvula de expansión)
El refrigerante líquido a alta-presión fluye a través de la válvula de expansión. A medida que pasa a través del pequeño orificio (estrangulación), su presión y temperatura caen bruscamente, transformándolo en una mezcla de gas y líquido similar a una niebla-de baja-temperatura y baja-presión-, que fluye hacia el evaporador interno.
4) Evaporación y absorción de calor (evaporador interno)
El refrigerante bifásico-de baja-temperatura y baja-presión ingresa al evaporador interno y absorbe el calor del aire de la cabina, lo que hace que el refrigerante hierva y se vaporice; el aire de la cabina se enfría, lo que reduce la temperatura de la cabina. Después de absorber calor, el refrigerante se convierte en un gas de baja-temperatura y baja-presión.
5) Flujo de retorno y finalización del ciclo.
El refrigerante gaseoso-temperatura y presión-baja fluye de regreso a la válvula de inversión de cuatro-vías; la válvula dirige el flujo de regreso a la entrada de succión del compresor, iniciando el siguiente ciclo. Principio de calefacción del aire acondicionado con bomba de calor
Componentes clave: compresor eléctrico, válvula de inversión de cuatro-vías, condensador en-cabina, válvula de expansión, evaporador externo.
Proceso del ciclo de calentamiento.
1) Proceso de compresión
El compresor aspira refrigerante gaseoso de baja-temperatura y baja-presión del evaporador externo, lo comprime realizando trabajo y emite refrigerante gaseoso de alta-temperatura y alta-presión a la válvula de inversión de cuatro-vías. El carrete de la válvula se desplaza para redirigir el flujo, enviando el refrigerante gaseoso de alta-temperatura y alta-presión al condensador de la-cabina.
2) Condensación y liberación de calor (en-cabina; etapa de calentamiento del núcleo)
El refrigerante gaseoso-de alta-temperatura y alta-presión ingresa al condensador de la-cabina e intercambia calor con el aire frío dentro de la cabina, liberando una gran cantidad de calor (etiquetado como "Liberación de calor" en el diagrama) para calentar el aire y elevar la temperatura de la cabina. Después de liberar calor, el refrigerante sufre un cambio de fase, condensándose de gas a líquido de temperatura media-alta-presión antes de salir del condensador.
3) Estrangulamiento y reducción de presión (válvula de expansión)
El refrigerante líquido de temperatura media-y alta-presión fluye a través de la válvula de expansión; debido al orificio de estrangulamiento, su presión y temperatura caen bruscamente, transformándola en una mezcla líquida-de baja-temperatura y baja-presión-similar a un gas-que fluye hacia el evaporador externo.
4) Evaporación y absorción de calor (intercambiador de calor externo)
El refrigerante bifásico-de baja-temperatura y baja-presión ingresa al evaporador externo y absorbe el calor del aire ambiente, lo que hace que el refrigerante hierva y se vaporice en un gas de baja-temperatura y baja-presión; extrae energía térmica de bajo-grado del medio ambiente incluso cuando las temperaturas ambiente son bajas.
5) Flujo de retorno y finalización del ciclo.
El refrigerante gaseoso-de baja-temperatura y baja-presión vuelve-a la válvula de inversión de cuatro-vías y fluye de regreso al puerto de succión del compresor, iniciando el siguiente ciclo.
