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Válvula inversora de bomba de calor

1930
  • William R. Hainsworth
Válvula de inversión de bomba de calor en aplicaciones de ingeniería mecánica para sistemas de climatización.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

Una válvula inversora es un tipo de válvula de cuatro vías que es un componente crítico en un sistema de calefacción reversible. bombaCambia la dirección del flujo de refrigerante a través del sistema. Esto permite que la bomba de calor cambie su función de refrigeración en verano a calefacción en invierno, al convertir la serpentina interior en condensador (para calefacción) o en evaporador (para refrigeración).

La válvula inversora es el componente clave que permite que un sistema de compresión de vapor funcione como aire acondicionado y calefacción. Es esencialmente una válvula compleja de cuatro vías controlada por un solenoide. La válvula tiene cuatro conexiones para la línea de refrigerante: una desde la descarga del compresor, otra hacia la succión del compresor, otra hacia el serpentín interior y otra hacia el serpentín exterior.

En modo de refrigeración, la válvula dirige el gas caliente a alta presión del compresor a la serpentina exterior, que actúa como condensador para liberar el calor al exterior. El refrigerante líquido enfriado fluye entonces a la serpentina interior, que actúa como evaporador para absorber el calor del aire interior. Cuando se desea calefacción, una señal de bajo voltaje activa el solenoide. Esto acciona una pequeña válvula piloto, que utiliza las diferencias de presión dentro del sistema para mover una pieza deslizante principal dentro del cuerpo de la válvula. Esta pieza deslizante redirige el flujo del refrigerante. Ahora, el gas caliente del compresor se envía a la serpentina interior, que actúa como condensador y libera calor al edificio. El refrigerante frío fluye entonces a la serpentina exterior, que actúa como evaporador, absorbiendo el calor ambiental del aire exterior. Esta ingeniosa redirección del flujo permite el control climático durante todo el año con un solo equipo.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Ingeniería mecánica

Tipo

Componente mecánico

Ruptura

Incremental

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Invención de la válvula básica de cuatro vías para controlar la dirección del fluido en máquinas de vapor y sistemas hidráulicos
  • desarrollo del ciclo de refrigeración por compresión de vapor, creando el sistema que la válvula controlaría
  • La necesidad de un único aparato rentable que proporcione tanto calefacción como refrigeración.
  • Avances en la tecnología de solenoides y electroimanes para el accionamiento de válvulas

Aplicaciones

  • Acondicionadores de aire reversibles residenciales y comerciales (bombas de calor)
  • Sistemas HVAC multisplit y de flujo de refrigerante variable (VRF)
  • sistemas de bombas de calor geotérmicas
  • Sistemas de control de clima automotriz que proporcionan tanto calefacción como refrigeración
  • ciclos de deshumidificación en aires acondicionados avanzados

Patentes:

  • US Patent 1845115 (William R. Hainsworth, 1932)

Ideas para posibles innovaciones

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Relacionado con: válvula inversora, válvula de cuatro vías, bomba de calor, HVAC, flujo de refrigerante, modo de refrigeración, modo de calefacción, válvula deslizante, solenoide, válvula piloto.

Contexto histórico

Válvula inversora de bomba de calor

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(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

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