HVAC 설계 | 공기열원 히트펌프의 원리, 설계, 선정, 구성 및 디버깅에 대한 완벽한 분석!

1. HVAC 설계 | 공기열원 히트펌프의 원리, 설계, 선정, 구성 및 디버깅에 대한 완벽한 분석!

히트펌프는 저온 열원에서 고온 열원으로 열에너지를 전달하는 장치입니다. 히트펌프 장치에 일반적으로 사용되는 저온 열원은 주변 매질, 즉 공기, 강물, 해수, 도시 하수, 지표수, 지하수, 재생수, 소화조 또는 산업 생산 장비에서 배출되는 보조 작동 유체이며, 이러한 유체는 주변 매질과 온도가 유사한 경우가 많습니다. 다양한 저온 열원에 따라 히트펌프는 일반적으로 공기 열원, 수열원, 지열원으로 구분할 수 있습니다.

공기열 히트펌프 온수기의 기본 원리

주로 압축기, 열교환기, 축류팬, 단열수조, 워터펌프, 액체저장탱크, 필터, 스로틀링 장치, 전자자동제어장치로 구성됩니다.전원이 켜지면 축류팬이 작동하기 시작합니다.외기공기는 증발기를 통해 열교환을 거치고, 냉각된 공기는 팬에 의해 시스템에서 배출됩니다.동시에 증발기 내부의 작동유체는 열을 흡수하여 기화되고, 압축기로 흡입됩니다.압축기는 이 저압 작동유체 기체를 고온고압 기체로 압축하여 응축기로 보냅니다.워터펌프에 의해 강제순환된 물은 응축기를 통과하여 작동유체에 의해 가열된 후 사용자에게 보내져 사용됩니다.작동유체는 액체로 냉각되고, 팽창밸브에 의해 스로틀링 및 냉각된 후 다시 증발기로 유입됩니다. 이러한 순환이 반복적으로 작동하면서 공기 중의 열이 물 속으로 지속적으로 펌핑되어 단열 물탱크 내의 물 온도가 점차 상승하여 최종적으로 약 55℃에 도달하게 되는데, 이는 사람이 목욕하기에 적합한 온도입니다.

히트펌프 온수기는 압축기, 응축기, 증발기, 축류팬, 액체 저장 탱크, 필터, 차단 장치, 그리고 전자식 자동 제어 장치로 구성됩니다. 압축기, 응축기, 증발기, 그리고 스로틀링 장치를 4대 주요 구성 요소라고 합니다.

압축기

기능: 저압 가스를 고압으로 승압하는 수동 유체 기계입니다. 냉동 시스템의 핵심으로, 흡입관에서 저온 저압의 냉매 가스를 흡입하고, 모터 구동으로 피스톤을 구동하여 압축한 후, 고온 고압의 냉매 가스를 배기관으로 배출하여 냉동 사이클에 동력을 공급합니다. 이로써 압축, 응축, 팽창, 증발(열 흡수)의 냉동 사이클이 완성됩니다.

일반적인 유형: 회전형, 소용돌이형, 나사형 가정용 기기는 일반적으로 회전형을 사용합니다. 상업용 기기는 일반적으로 소용돌이형과 나사형을 사용합니다.

로터리 압축기

작동 원리: 회전 압축기의 모터는 로터의 회전 운동을 피스톤의 왕복 운동으로 변환할 필요가 없고, 회전하는 피스톤을 직접 구동하여 회전 운동을 수행하여 냉매 증기의 압축을 완료합니다.

장점: 피스톤의 회전 운동으로 인해 압축 작업이 부드럽고 안정적이며 균형 있게 진행됩니다. 또한, 회전식 공기 압축기는 틈새 공간이 없고 팽창하는 가스의 간섭이 없어 높은 압축 효율, 적은 부품, 작은 크기, 가벼운 무게, 우수한 균형 성능, 낮은 소음, 완벽한 보호 기능, 낮은 전력 소비 등의 장점을 가지고 있습니다. 기존의 1-2.5P는 회전식 압축기를 사용합니다.

스크롤 압축기

작동 원리: 스크롤 압축기는 고정된 인벌류트 스크롤과 편심 회전 이동이 있는 인벌류트 이동 스크롤로 구성된 압축 가능한 체적을 가진 압축기입니다.

장점: 스크롤 압축기의 독특한 설계는 오늘날 에너지 절약형 압축기로 자리매김했습니다. 스크롤 압축기의 주요 작동 부품인 스크롤 디스크는 마모 없이 단단하게 고정되어 수명이 길어 유지보수가 필요 없는 압축기로 알려져 있습니다. 와류 압축기는 진동이 최소화되고 작업 환경이 쾌적하며, '초정밀 압축기'로도 알려져 있습니다. 와류 압축기는 새롭고 정밀한 구조를 갖추고 있어 부피가 작고, 소음이 적으며, 무게가 가볍고, 진동이 적고, 에너지 소비가 적으며, 수명이 길고, 지속적이고 안정적인 가스 전달, 안정적인 작동, 깨끗한 가스 공급원 등의 장점을 가지고 있습니다. 나선형 압축기는 일반적으로 소형 히트펌프 장비에 사용되며, 기존의 3~10마력 용량은 나선형 압축기를 사용합니다.

조절 장치

기능:

1. 조절 및 압력 감소: 응축기에서 나온 중간 온도, 고압의 액체 냉매는 조절되어 온도와 압력이 낮아집니다. 이를 통해 증발기로 들어가는 냉매는 포화 온도가 낮은 습한 증기가 되어 냉매가 낮은 온도에서 끓어 차량으로 들어가는 공기의 온도가 낮아집니다.

2. 유량 조절은 냉각 부하와 엔진 속도의 변화에 ​​따라 냉매 유량을 자동으로 조절하여 냉동 시스템이 항상 가장 적합한 냉각 용량을 유지하도록 합니다.

3. 막힘 및 과열을 방지합니다. 증발기 출구 온도에 따라 냉매 유량을 제어하여 증발기 내 냉매의 완전한 기화를 보장하고 압축기 내 액격 현상을 방지합니다. 동시에 냉매 증기 과열 온도를 제어하여 이상 과열 현상을 방지합니다.

일반적인 유형: 전자식 팽창 밸브, 열팽창 밸브, 모세관.

감온식 팽창 밸브

작동 원리: 열팽창 밸브는 증발기 출구에서 기체 냉매의 과열도를 감지하여 증발기로 유입되는 냉매의 흐름을 제어합니다. 열팽창 밸브는 유도 메커니즘, 액추에이터, 조절 메커니즘, 그리고 밸브 본체로 구성됩니다. 유도 메커니즘에는 프레온 작동 유체가 채워져 있으며, 온도 감지 밸브는 증발기 출구에 설치되어 있습니다. 출구 온도와 증발 온도 사이에는 온도 차이가 발생하는데, 이를 일반적으로 과열이라고 합니다.

전자 팽창 밸브

작동 원리: 컨트롤러는 센서에서 수집된 매개변수를 계산하고 조정 명령을 구동 보드로 전송합니다. 구동 보드는 전자식 팽창 밸브에 전기 신호를 출력하여 밸브를 작동시킵니다. 전자식 팽창 밸브는 완전히 닫힌 상태에서 완전히 열리는 데 몇 초밖에 걸리지 않으며, 반응 속도와 작동 속도가 빠르고 정적 과열 현상이 발생하지 않습니다. 또한, 개폐 특성과 속도는 수동으로 설정할 수 있습니다.

특징: 열팽창 밸브의 경우, 주변 온도가 낮을 ​​때 온도 감지 챔버 내부의 온도 감지 매체의 압력 변화가 크게 감소하여 조절 성능에 심각한 영향을 미칩니다. 전자식 팽창 밸브의 경우, 온도 감지 부품은 열전대 또는 서미스터로, 저온에서 과열 변화를 정확하게 반영할 수 있습니다. 따라서 냉동 창고의 냉동실과 같은 저온 환경에서도 전자식 팽창 밸브는 유량 조절에 효과적입니다.

증발기

작동 원리: 증발기는 냉동의 4대 주요 부품 중 중요한 구성 요소입니다. 저온 응축된 "액체"는 증발기를 통과하면서 외부 공기와 열을 교환하고, "기화"되면서 열을 흡수하여 냉각 효과를 얻습니다. 공기 공급 장치는 핀형 증발기를, 수원 장치는 판형 열교환기를 사용합니다.

콘덴서

작동 원리: 튜브에서 열을 빠르게 제거하여 기체나 증기를 액체로 변환하는 장치입니다. 일반적인 유형: 쉘 앤 튜브 열교환기(기존 온수 장치), 티타늄 튜브 열교환기(수영장 장치), 슬리브 열교환기(공랭식 모듈 장치).

사방향 밸브

기능: 사방 밸브는 히트펌프 시스템의 제상에 사용되는 주요 부품입니다. 사방 밸브는 파일럿 밸브, 메인 밸브, 전자기 코일의 세 부분으로 구성됩니다.

작업 원리 : 4 방향 밸브는 정기적 인 직접 작용 솔레노이드 밸브와 다릅니다. 올바르게 작동하려면 특정 압력 하에서 작동해야합니다. 4 방향 밸브는 파일럿 밸브, 메인 밸브 및 전자기 코일의 세 부분으로 구성됩니다. 전자기 코일은 분해 될 수 있으며 파일럿 밸브는 메인 밸브 전체에 용접됩니다. 솔레노이드 밸브 코일이 전원 오프 상태에있을 때,도 1과 같이, 파일럿 슬라이드 밸브는 오른쪽의 압축 스프링 드라이브 아래에서 왼쪽으로 움직입니다. 고압 가스는 모세관 튜브로 유입 된 다음 오른쪽 끝 피스톤 챔버로 들어갑니다. 반면, 왼쪽 끝 피스톤 챔버의 가스가 배출됩니다. 피스톤의 두 끝 사이의 압력 차이로 인해 피스톤과 메인 슬라이드 밸브가 왼쪽으로 이동하여 배기 파이프 (S 파이프)가 실외 유닛 커넥팅 파이프 (C 파이프)와 통신하고 다른 두 연결 파이프가 통신하여 가열 사이클을 형성합니다. 솔레노이드 밸브 코일이 에너지 상태에있을 때,도 2에 도시 된 바와 같이, 파일럿 슬라이드 밸브는 압축 스프링의 장력을 극복하고 솔레노이드 코일에 의해 생성 된 자기력 아래로 오른쪽으로 이동한다. 고압 가스는 모세관 튜브로 유입 된 다음 왼쪽 끝 피스톤 챔버로 들어갑니다. 반면, 오른쪽 끝 피스톤 챔버의 가스가 배출됩니다. 피스톤의 두 끝 사이의 압력 차이로 인해 피스톤과 메인 슬라이드 밸브가 오른쪽으로 이동하여 배기 파이프 (S 파이프)가 실내 유닛 연결 파이프 (E 파이프)와 통신하고 다른 두 연결 파이프가 통신하여 디브로스팅 사이클을 형성합니다.

기타 구성 요소: 센서, 압력 스위치, 냉매.

실외기 설치 장소 선정:

1. 충분한 설치 및 유지관리 공간 확보

2. 공기 흡입구와 배출구는 막힘이 없어야 하며, 강한 바람이 사방으로 불어서는 안 됩니다.

3. 건조하고 통풍이 잘되는 곳

4. 지지면이 평평하여 실외기 무게를 견딜 수 있으며, 소음과 진동을 증가시키지 않고 수평으로 설치할 수 있습니다.

5. 주행 소음 및 배기가 이웃에게 영향을 미치지 않습니다.

6. 가연성 가스 누출 장소 없음

7. 물의 유입 및 유출 파이프와 전기 연결의 설치가 용이합니다.

8. 권장 위치: 발코니, 실외 에어컨 패널, 옥상 등

주의: 다음과 같은 장소에 설치할 경우 기계 고장의 원인이 될 수 있습니다. (부득이한 경우에는 상담해 주십시오.) 1. 엔진 오일 등 광유가 있는 장소; 2. 전원전압의 변동이 심한 공장 3. 자동차 또는 캐빈 4. 기름, 가스, 기름방울이 가득한 주방 등의 장소 5. 인화성 가스나 물질이 있는 장소 6. 산성 또는 알칼리성 가스가 증발하는 장소 7. 기타 특수한 환경 조건.

가정용 물탱크 설치 위치 선택:

1. 충분한 설치 및 유지관리 공간 확보

2. 지지면이 평평하여 실외기의 무게를 견딜 수 있으며, 물탱크를 수직방향으로 고정할 수 있습니다.

3. 비부식성 가스 누출 위치

4. 수도관 및 전기 연결부 설치 및 연결이 용이합니다.

5. 안전밸브 작동시 배출되는 물이 하수구로 원활하게 배출되기 편리합니다.

6. 안전밸브 작동 시 배출되는 물이 나무바닥이나 가구 등에 튀지 않도록 주의하십시오.

7. 온수탱크가 온수배출구보다 높은 경우 온수배관에 양압, 음압 안전밸브를 설치하여야 합니다.

물탱크와 본체의 높이 차이는 3.5m를 초과할 수 없습니다.

주의: 1. 올바른 이동 경로를 결정하세요

2. 가능한 한 기계를 원래 상태로 운반하도록 노력하세요.

3. 물탱크 설명서에 있는 지침에 따라 부속품을 설치하십시오.

4. 물탱크를 수직으로 세워서 설치해 주세요.