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Válvula inversora de bomba de calor

1930
  • William R. Hainsworth
Heat pump reversing valve in mechanical engineering applications for HVAC systems.

(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
– Mechanical engineering

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
  • development of the ciclo de refrigeración por compresión de vapor, creando el sistema que controlaría la válvula
  • La necesidad de un único aparato rentable que proporcione tanto calefacción como refrigeración.
  • avances en solenoides y electroimán tecnología para la actuación de válvulas

Aplicaciones

  • Acondicionadores de aire reversibles residenciales y comerciales (bombas de calor)
  • Sistemas HVAC multisplit y de flujo de refrigerante variable (VRF)
  • bomba de calor geotérmica sistemas
  • 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

  • válvulas de inversión controladas electrónicamente con posicionamiento variable para un rendimiento optimizado durante los ciclos de transición y descongelación
  • Válvulas fabricadas con compuestos poliméricos avanzados para reducir el peso y el coste de fabricación.
  • Conjuntos de sensores integrados dentro del cuerpo de la válvula para monitorear la presión y la temperatura para diagnósticos más inteligentes del sistema
  • Directores de flujo de refrigerante de estado sólido, sin partes móviles, basados ​​en principios fluídicos
  • válvulas de inversión miniaturizadas para dispositivos de control climático compactos y portátiles
  • valves with acústico dampening features to reduce the characteristic ‘whoosh’ sound during cycle reversal
  • self-cleaning valve mechanisms to prevent sticking or failure due to contaminants in the refrigerant
  • válvulas de inversión diseñadas para su uso con refrigerantes naturales de alta presión como el CO2
  • válvulas de inversión inteligentes que se comunican con el termostato para preacondicionar un cambio, minimizando las oscilaciones de temperatura percibidas por el usuario
  • válvulas con derivaciones incorporadas para ayudar en la gestión del retorno de aceite al compresor
Related to: reversing valve, four-way valve, heat bomba, HVAC, refrigerant flow, cooling mode, heating mode, slide valve, solenoid, pilot valve.

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)

décimo año aniversario

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