Sistema de ar condicionado com bomba de calor
O componente principal que permite a funcionalidade do sistema de ar condicionado da bomba de calor é a válvula reversora-de quatro vias. Ele ajusta a direção do fluxo do refrigerante dentro do sistema, permitindo alternar entre os modos de resfriamento e aquecimento da cabine. A maior vantagem do sistema é a sua elevada eficiência energética.
Princípio de resfriamento do ar condicionado da bomba de calor
Componentes principais: Compressor elétrico, válvula reversora-de quatro vias, condensador externo, válvula de expansão, evaporador interno.
Processo do ciclo de resfriamento:
1) Processo de compressão
O compressor aspira refrigerante gasoso de baixa-temperatura e-pressão baixa do evaporador, comprime-o e descarrega refrigerante gasoso de-alta temperatura e alta-pressão em direção à válvula de reversão-de quatro vias.
No modo de resfriamento, a válvula de quatro-vias alterna o caminho do fluxo para direcionar o gás de-alta temperatura e alta-pressão para o condensador externo.
2) Condensação e rejeição de calor (condensador externo)
O refrigerante gasoso de alta-temperatura e-pressão alta entra no condensador externo e libera calor para o ambiente externo. O refrigerante condensa de um gás em um líquido de média-temperatura e alta-pressão, rejeitando calor (rotulado como "Rejeição de calor" no diagrama).
3) Estrangulamento e redução de pressão (válvula de expansão)
O refrigerante líquido-de alta pressão flui através da válvula de expansão. À medida que passa pelo pequeno orifício (estrangulamento), sua pressão e temperatura caem drasticamente, transformando-o em uma mistura de gás e líquido semelhante a uma-temperatura e baixa{3}}pressão-baixa, que flui para o evaporador interno.
4) Evaporação e absorção de calor (evaporador interno)
O refrigerante bifásico-de baixa-temperatura e-pressão baixa-entra no evaporador interno e absorve o calor do ar da cabine, fazendo com que o refrigerante ferva e vaporize; o ar da cabine é resfriado, diminuindo assim a temperatura da cabine. Depois de absorver o calor, o refrigerante se torna um gás de baixa-temperatura e baixa-pressão.
5) Fluxo de retorno e conclusão do ciclo
O refrigerante gasoso de-temperatura e-baixa pressão flui de volta para a válvula reversora-de quatro vias; a válvula direciona o fluxo de volta para a entrada de sucção do compressor, iniciando o próximo ciclo. Princípio de aquecimento do ar condicionado da bomba de calor
Componentes principais: compressor elétrico, válvula reversora de quatro-vias, condensador-na cabine, válvula de expansão, evaporador externo.
Processo do ciclo de aquecimento
1) Processo de compressão
O compressor aspira refrigerante gasoso de baixa-temperatura e-pressão baixa do evaporador externo, comprime-o executando trabalho e envia refrigerante gasoso de alta-temperatura e{3}}pressão alta para a válvula de reversão de quatro-vias. O carretel da válvula se desloca para redirecionar o fluxo, enviando o refrigerante gasoso de alta-temperatura e alta-pressão para o-condensador da cabine.
2) Condensação e liberação de calor (na-cabine; estágio de aquecimento central)
O refrigerante gasoso de alta-temperatura e-pressão alta entra no-condensador da cabine e troca calor com o ar frio dentro da cabine, liberando uma grande quantidade de calor (rotulado como "Liberação de calor" no diagrama) para aquecer o ar e aumentar a temperatura da cabine. Depois de liberar calor, o refrigerante sofre uma mudança de fase, condensando-se de um gás em um líquido de média-temperatura e alta-pressão antes de fluir para fora do condensador.
3) Estrangulamento e redução de pressão (válvula de expansão)
O refrigerante líquido de média-temperatura e alta-pressão flui através da válvula de expansão; devido ao orifício de estrangulamento, sua pressão e temperatura caem drasticamente, transformando-o em uma mistura líquida-de baixa-temperatura e baixa{3}}pressão-como gás-que flui em direção ao evaporador externo.
4) Evaporação e absorção de calor (trocador de calor externo)
O refrigerante bifásico-de baixa-temperatura e baixa{1}}pressão-entra no evaporador externo e absorve o calor do ar ambiente, fazendo com que o refrigerante ferva e vaporize em um gás de baixa-temperatura e baixa{4}}pressão; ele extrai energia térmica de baixo-grau do ambiente, mesmo quando a temperatura ambiente é baixa.
5) Fluxo de retorno e conclusão do ciclo
O refrigerante gasoso de baixa-temperatura e-pressão baixa-entra na válvula reversora-de quatro vias e flui de volta para a porta de sucção do compressor, iniciando o próximo ciclo.
