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Valvola di inversione della pompa di calore

1930
  • William R. Hainsworth
Valvola di inversione per pompa di calore in applicazioni di ingegneria meccanica per sistemi HVAC.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

Una valvola di inversione è un tipo di valvola a quattro vie che costituisce un componente fondamentale in un sistema di riscaldamento reversibile. pompa. Cambia la direzione del flusso del refrigerante attraverso il sistema. Ciò consente alla pompa di calore di passare dalla funzione di raffreddamento in estate a quella di riscaldamento in inverno, trasformando la serpentina interna in condensatore (per il riscaldamento) o evaporatore (per il raffreddamento).

La valvola di inversione è il componente chiave che consente a un singolo sistema a compressione di vapore di funzionare sia come condizionatore d'aria che come riscaldatore. Si tratta essenzialmente di una complessa valvola a quattro vie controllata da un solenoide. La valvola ha quattro collegamenti per la linea del refrigerante: uno dalla mandata del compressore, uno dall'aspirazione del compressore, uno dalla serpentina interna e uno dalla serpentina esterna.

In modalità raffreddamento, la valvola è posizionata in modo da dirigere il gas caldo ad alta pressione proveniente dal compressore verso la serpentina esterna, che funge da condensatore per rilasciare calore all'esterno. Il refrigerante liquido raffreddato fluisce quindi verso la serpentina interna, che funge da evaporatore per assorbire calore dall'aria interna. Quando si desidera il riscaldamento, un segnale a bassa tensione alimenta l'elettrovalvola. Questa aziona una piccola valvola pilota, che utilizza le differenze di pressione all'interno del sistema per muovere un cursore principale all'interno del corpo valvola. Questo cursore reindirizza il percorso del refrigerante. Ora, il gas caldo proveniente dal compressore viene inviato alla serpentina interna, che diventa il condensatore e rilascia calore nell'edificio. Il refrigerante freddo fluisce quindi verso la serpentina esterna, che diventa l'evaporatore, assorbendo calore dall'aria ambiente esterna. Questo ingegnoso reindirizzamento del flusso consente il controllo climatico durante tutto l'anno con un unico dispositivo.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Ingegneria meccanica

Tipo

Componente meccanico

Interruzione

Incrementale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • invenzione della valvola base a quattro vie per il controllo della direzione del fluido nelle macchine a vapore e nei sistemi idraulici
  • sviluppo del ciclo di refrigerazione a compressione di vapore, creando il sistema che la valvola avrebbe controllato
  • la necessità di un unico apparecchio conveniente per fornire sia riscaldamento che raffreddamento
  • progressi nella tecnologia dei solenoidi e degli elettromagneti per l'azionamento delle valvole

Applicazioni

  • condizionatori d'aria reversibili residenziali e commerciali (pompe di calore)
  • sistemi HVAC multi-split e a flusso di refrigerante variabile (VRF)
  • sistemi di pompe di calore geotermiche
  • sistemi di climatizzazione per autoveicoli che forniscono sia riscaldamento che raffreddamento
  • cicli di deumidificazione nei condizionatori d'aria avanzati

Brevetti:

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

Idee e potenziali innovazioni

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Contesto storico

Valvola di inversione della pompa di calore

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(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

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