HVAC Tasarımı | Hava Kaynaklı Isı Pompalarının Prensipleri, Tasarımı, Seçimi, Yapımı ve Hata Ayıklamalarının Tam Analizi!

1. HVAC Tasarımı | Hava Kaynaklı Isı Pompalarının Prensipleri, Tasarımı, Seçimi, Yapımı ve Hata Ayıklamalarının Tam Analizi!

Isı pompası, termal enerjiyi düşük sıcaklıklı bir ısı kaynağından yüksek sıcaklıklı bir ısı kaynağına aktaran bir cihazdır. Isı pompası cihazlarında yaygın olarak kullanılan düşük sıcaklıklı ısı kaynağı, çevreleyen ortamdır - hava, nehir suyu, deniz suyu, kentsel kanalizasyon, yüzey suyu, yeraltı suyu, geri kazanılmış su, yangın suyu tankları veya endüstriyel üretim ekipmanlarından boşaltılan ve genellikle çevreleyen ortamla benzer sıcaklıklara sahip yardımcı çalışma sıvıları. Farklı düşük sıcaklıklı ısı kaynaklarına göre, ısı pompaları genellikle hava kaynaklı, su kaynaklı ve toprak kaynaklı olarak sınıflandırılabilir.

Hava kaynaklı ısı pompası su ısıtıcısının temel prensibi

Temel olarak bir kompresör, ısı eşanjörü, eksenel fan, yalıtımlı su tankı, su pompası, sıvı depolama tankı, filtre, kısma cihazı ve elektronik otomatik kontrol cihazından oluşur. Güç açıldıktan sonra, eksenel akış fanı çalışmaya başlar. Dış hava, buharlaştırıcı aracılığıyla ısı alışverişine tabi tutulur ve soğutulmuş hava fan tarafından sistemden dışarı atılır. Aynı zamanda, buharlaştırıcı içindeki çalışma akışkanı ısıyı emer ve buharlaşır ve kompresöre emilir. Kompresör, bu düşük basınçlı çalışma akışkanı gazını yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı gaza sıkıştırır ve kondensere gönderir. Su pompası tarafından dolaştırılmaya zorlanan su da kondenserden geçer ve kullanıcıya kullanım için gönderilmeden önce çalışma akışkanı tarafından ısıtılır. Çalışma akışkanı, genleşme valfi tarafından kısılıp soğutulduktan sonra tekrar buharlaştırıcıya akan bir sıvıya soğutulur. Bu döngü tekrar tekrar çalışır ve havadaki ısı sürekli olarak suya pompalanır, bu da yalıtımlı su deposundaki su sıcaklığının kademeli olarak yükselmesine ve sonunda insanların banyo yapması için uygun olan 55 ℃ civarına ulaşmasına neden olur.

Bir ısı pompası su ısıtıcısı; kompresör, kondansatör, buharlaştırıcı, eksenel fan, sıvı depolama tankı, filtre, kapatma cihazı ve elektronik otomatik kontrol cihazından oluşur. Kompresör, kondansatör, buharlaştırıcı ve kısma cihazı dört ana bileşen olarak adlandırılır.

kompresör

İşlevi: Düşük basınçlı gazı yüksek basınca yükselten pasif bir akışkan makinesidir. Soğutma sisteminin kalbidir. Emiş borusundan düşük sıcaklık ve basınçtaki soğutucu gazı emer, motorun çalışmasıyla pistonu çalıştırarak sıkıştırır ve egzoz borusuna yüksek sıcaklık ve basınçtaki soğutucu gazı boşaltarak soğutma çevrimi için güç sağlar. Böylece sıkıştırma, yoğuşma, genleşme, buharlaşma (ısı emilimi) soğutma çevrimi gerçekleşir.

Yaygın tipler: döner tip; girdap tipi; vidalı tip Ev tipi ünitelerde genellikle döner tip kullanılır. Ticari ünitelerde genellikle girdap ve vidalı tipler kullanılır.

Döner kompresör

Çalışma prensibi: Döner kompresörün motoru, rotorun dönme hareketini pistonun ileri geri hareketine dönüştürmek zorunda değildir, ancak soğutucu buharın sıkıştırılmasını tamamlamak için dönen pistonu doğrudan dönme hareketi yapacak şekilde tahrik eder.

Avantajları: Pistonun dönme hareketi sayesinde sıkıştırma işlemi pürüzsüz, kararlı ve dengelidir. Ayrıca, döner hava kompresörlerinin boşluk hacmi yoktur ve genleşen gazlardan kaynaklanan bir müdahale söz konusu değildir; bu nedenle yüksek sıkıştırma verimliliği, az sayıda bileşen, küçük boyut, hafiflik, iyi denge performansı, düşük gürültü, eksiksiz koruma önlemleri ve düşük güç tüketimi gibi avantajlara sahiptirler. Geleneksel 1-2.5P, döner kompresör kullanır.

kaydırma kompresörü

Çalışma prensibi: Scroll kompresör, sabit bir sarmal kaydırma ve eksantrik dönme ötelemeli bir sarmal hareketli kaydırmadan oluşan sıkıştırılabilir bir hacme sahip bir kompresördür.

Avantajları: Scroll kompresörün benzersiz tasarımı, onu günümüz dünyasında enerji tasarrufu sağlayan bir kompresör haline getirir. Scroll kompresörün ana çalışma bileşeni olan scroll disk, aşınma olmadan sıkı bir şekilde oturur ve daha uzun bir kullanım ömrü sağlar ve bakım gerektirmeyen bir kompresör olarak bilinir. Vorteks kompresör, minimum titreşim ve huzurlu bir çalışma ortamıyla sorunsuz çalışır ve "ultra statik kompresör" olarak da bilinir. Vorteks kompresör, küçük hacim, düşük gürültü, hafiflik, düşük titreşim, düşük enerji tüketimi, uzun hizmet ömrü, sürekli ve kararlı gaz iletimi, güvenilir çalışma ve temiz gaz kaynağı gibi avantajlara sahip yeni ve hassas bir yapıya sahiptir. Spiral kompresörler genellikle küçük ısı pompası ekipmanlarında kullanılır ve geleneksel 3-10HP'de spiral kompresör kullanılır.

gaz kelebeği cihazı

İşlev:

1. Kısma ve basınç düşürme: Kondenserden gelen orta sıcaklıktaki ve yüksek basınçlı sıvı soğutucu akışkanın sıcaklığı ve basıncı düşürülerek, soğutucu akışkanın buharlaştırıcıya girmesi daha düşük doyma sıcaklığına sahip ıslak buhar haline getirilir ve soğutucu akışkanın düşük sıcaklıklarda kaynaması sağlanarak araca giren havanın sıcaklığı düşürülür.

2. Soğutma yükündeki ve motor devrindeki değişikliklere bağlı olarak soğutucu akışkan akış hızını otomatik olarak ayarlayacak şekilde akış hızını ayarlayın, böylece soğutma sistemi her zaman en uygun soğutma kapasitesini korur.

3. Sıkışmayı ve aşırı ısınmayı önleyin. Soğutucu akışkanın buharlaştırıcıdaki tamamen buharlaşmasını sağlamak ve kompresörde sıvı çekiçlenmesini önlemek için, soğutucu akışkan akış hızını buharlaştırıcı çıkışındaki sıcaklığa göre kontrol edin; aynı zamanda, anormal aşırı ısınma olaylarının oluşmasını önlemek için soğutucu akışkan buharının aşırı ısınma sıcaklığını kontrol edin.

Yaygın türleri: elektronik genleşme vanası; termal genleşme vanası; kılcal boru.

termostatik genleşme valfi

Çalışma prensibi: Termal genleşme valfi, evaporatör çıkışındaki gaz halindeki soğutucu akışkanın aşırı ısınma derecesini algılayarak evaporatöre giren soğutucu akışkan akışını kontrol eder. Termal genleşme valfi bir endüksiyon mekanizması, bir aktüatör, bir ayarlama mekanizması ve bir valf gövdesinden oluşur. İndüksiyon mekanizması Freon çalışma sıvısı ile doldurulur ve sıcaklık algılama ampulü evaporatörün çıkışına ayarlanır. Çıkış sıcaklığı ile buharlaşma sıcaklığı arasında genellikle aşırı ısınma olarak adlandırılan bir sıcaklık farkı vardır.

elektronik genleşme valfi

Çalışma prensibi: Kontrolör, sensörler tarafından toplanan parametreleri hesaplar ve ayar talimatlarını sürücü kartına gönderir. Sürücü kartı, elektronik genleşme valfinin çalışmasını sağlamak için elektrik sinyalleri gönderir. Elektronik genleşme valfi, tamamen kapalı konumdan tamamen açılmasını yalnızca birkaç saniyede gerçekleştirir, hızlı tepki ve çalışma hızına sahiptir, statik aşırı ısınma sorunu yaşanmaz ve açılma-kapanma özellikleri ile hızı manuel olarak ayarlanabilir.

Özellikler: Termal genleşme vanalarında, ortam sıcaklığı düşük olduğunda, sıcaklık algılama odası içindeki sıcaklık algılama ortamının basınç değişimi büyük ölçüde azalır ve bu da düzenleme performansını ciddi şekilde etkiler. Elektronik genleşme vanalarında ise sıcaklık algılama bileşenleri, düşük sıcaklıklardaki aşırı ısınma değişimlerini doğru bir şekilde yansıtabilen termokupllar veya termistörlerdir. Bu nedenle, soğuk hava depolarındaki dondurma odaları gibi düşük sıcaklıklı ortamlarda, elektronik genleşme vanaları da iyi bir akış düzenlemesi sağlayabilir.

buharlaştırıcı

Çalışma prensibi: Evaporatör, dört ana soğutma parçası arasında önemli bir bileşendir. Düşük sıcaklıkta yoğunlaşan "sıvı", evaporatörden geçer ve dışarıdaki havayla ısı alışverişinde bulunur, "buharlaşır" ve ısıyı emerek soğutma etkisi sağlar. Hava kaynağı ünitesi kanatlı bir buharlaştırıcıyı benimser. Su kaynağı ünitesi plakalı ısı eşanjörlerini benimser.

yoğunlaştırıcı

Çalışma prensibi: Bir borudan ısıyı hızla uzaklaştırarak gaz veya buharı sıvıya dönüştüren bir cihazdır. Yaygın türleri: Borulu ısı eşanjörü (konvansiyonel sıcak su ünitesi), titanyum borulu ısı eşanjörü (yüzme havuzu ünitesi) ve manşonlu ısı eşanjörü (hava soğutmalı modül ünitesi).

dört yollu vana

İşlev: Dört yollu vana, ısı pompası sistemlerinde buz çözme için kullanılan ana bileşendir. Dört yollu vana üç parçadan oluşur: pilot vana, ana vana ve elektromanyetik bobin.

Çalışma prensibi: Dört yönlü bir valf, normal doğrudan etkili solenoid valften farklıdır. Düzgün çalışmak için belirli bir baskı altında çalışmalıdır. Dört yönlü bir valf üç kısımdan oluşur: bir pilot valf, bir ana valf ve bir elektromanyetik bobin. Elektromanyetik bobin sökülebilir ve pilot valf bir bütün olarak ana kapağa kaynaklanır. Solenoid valf bobini, Şekil 1'de gösterildiği gibi bir güç kapalı durumdayken, pilot slayt valfi sağ taraftaki sıkıştırma yayının sürücüsü altında kalan hareket eder. Yüksek basınçlı gaz kılcal tüpe girer ve daha sonra sağ uç piston odasına girer. Öte yandan, sol uç piston odasındaki gaz boşaltılır. Pistonun iki ucu arasındaki basınç farkı nedeniyle, piston ve ana slayt valfi sola doğru hareket ederek egzoz borusunun (S borusunun) dış ünite bağlantı borusu (C borusu) ve diğer iki bağlantı boruunun iletişim kurması, bir ısıtma döngüsü oluşturmasına neden olur. Solenoid valf bobini, Şekil 2'de gösterildiği gibi enerjili durumda olduğunda, pilot slayt valfi sıkıştırma yayının gerginliğini aşar ve solenoid bobin tarafından üretilen manyetik kuvvetin altında sağa doğru hareket eder. Yüksek basınçlı gaz kılcal tüpe girer ve daha sonra sol uç piston odasına girer. Öte yandan, sağ uç piston odasındaki gaz boşaltılır. Pistonun iki ucu arasındaki basınç farkı nedeniyle, piston ve ana slayt valfi sağa doğru hareket ederek egzoz borusunun (S borusu) iç ünite bağlantı borusu (E borusu) ve diğer iki bağlantı borusu ile iletişim kurmasına neden olur, bir çözme döngüsü oluşturur.

Diğer bileşenler: sensörler, basınç anahtarları, soğutucu akışkan.

Dış üniteler için montaj yerinin seçimi:

1. Yeterli kurulum ve bakım alanı sağlayın

2. Hava girişi ve çıkışı engellenmemeli ve her yere kuvvetli rüzgarlar esmemelidir.

3. Kuru ve havalandırılmış alan

4. Destek yüzeyi düzdür ve dış ünitenin ağırlığını taşıyabilir. Gürültü ve titreşimi artırmadan yatay olarak monte edilebilir.

5. Çalışma gürültüsü ve egzoz havası komşuları etkilemez

6. Yanıcı gaz sızıntısı olan bir yer yok

7. Su giriş ve çıkış boruları ve elektrik bağlantıları kolayca monte edilebilir

8. Önerilen yerler: balkonlar, dış mekan klima panelleri, çatılar, vb.

Dikkat: Aşağıdaki yerlere montaj yapılması makine arızasına neden olabilir (kaçınılmaz ise lütfen danışın): 1. Motor yağı gibi mineral yağların bulunduğu yerler; 2. Elektrik besleme voltajında ​​ciddi dalgalanmaların olduğu fabrikalar; 3. Arabalar veya kabinler; 4. Yağ, gaz ve yağ damlacıklarıyla dolu mutfaklar ve diğer yerler; 5. Yanıcı gazların veya maddelerin bulunduğu yerler; 6. Asidik veya alkali gazların buharlaştığı yerler; 7. Diğer özel çevre koşulları.

Evsel su depoları için kurulum yerinin seçimi:

1. Yeterli kurulum ve bakım alanı sağlayın

2. Destek yüzeyi düz olup, dış ünitenin ağırlığını taşıyabilir ve su deposunu dikey yönde sabitleyebilir.

3. Aşındırıcı olmayan gaz kaçağı yeri

4. Su boruları ve elektrik bağlantılarının kurulumu ve bağlanması kolaydır

5. Emniyet valfinin çalışması sırasında boşaltılan suyun kanalizasyona sorunsuz bir şekilde boşaltılması uygundur.

6. Emniyet valfinin çalışması sırasında boşaltılan suyun ahşap zeminlere ve mobilyalara sıçramamasına dikkat edin.

7. Su deposu sıcak su çıkışından daha yüksekte ise, sıcak su borusuna pozitif ve negatif basınç emniyet valfi takılmalıdır.

Su deposu ile ünite arasındaki yükseklik farkı 3,5 m'yi geçmemelidir.

Dikkat: 1. Doğru hareket yolunu belirleyin

2. Makineyi mümkün olduğunca orijinal haliyle taşımaya çalışın.

3. Lütfen aksesuarları su deposu kılavuzundaki talimatlara göre takın.

4. Lütfen su deposunu montaj için dik bir şekilde yerleştirin.