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Válvula reversora da bomba de calor

1930
  • William R. Hainsworth
Válvula de reversão de bomba de calor em aplicações de engenharia mecânica para sistemas HVAC.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

Uma válvula reversora é um tipo de válvula de quatro vias, componente essencial em um sistema de aquecimento reversível. bombearEle altera a direção do fluxo do fluido refrigerante pelo sistema. Isso permite que a bomba de calor alterne sua função de resfriamento no verão para aquecimento no inverno, fazendo com que a serpentina interna funcione como condensador (para aquecimento) ou evaporador (para resfriamento).

A válvula reversora é o componente chave que permite que um único sistema de compressão de vapor funcione tanto como ar condicionado quanto como aquecedor. Trata-se essencialmente de uma válvula complexa de quatro vias controlada por um solenóide. A válvula possui quatro conexões para a linha de refrigerante: uma da descarga do compressor, uma da sucção do compressor, uma da serpentina interna e uma da serpentina externa.

No modo de resfriamento, a válvula é posicionada para direcionar o gás quente e de alta pressão do compressor para a serpentina externa, que atua como condensador, liberando calor para o exterior. O fluido refrigerante resfriado flui então para a serpentina interna, que atua como evaporador, absorvendo o calor do ar interno. Quando o aquecimento é desejado, um sinal de baixa tensão energiza o solenóide. Isso aciona uma pequena válvula piloto, que utiliza as diferenças de pressão dentro do sistema para mover uma peça deslizante principal dentro do corpo da válvula. Essa peça deslizante redireciona o fluxo do fluido refrigerante. Agora, o gás quente do compressor é enviado para a serpentina interna, tornando-a o condensador e liberando calor para o ambiente. O fluido refrigerante frio flui então para a serpentina externa, que se torna o evaporador, absorvendo o calor do ar ambiente. Esse elegante redirecionamento do fluxo permite o controle climático durante todo o ano com um único equipamento.

UNESCO Nomenclature: 3322
Engenharia mecânica

Tipo

Componente mecânico

Interrupção

Incremental

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Invenção da válvula básica de quatro vias para controle da direção do fluido em máquinas a vapor e sistemas hidráulicos.
  • desenvolvimento do ciclo de refrigeração por compressão de vapor, criando o sistema que a válvula controlaria.
  • a necessidade de um único aparelho econômico que forneça tanto aquecimento quanto refrigeração
  • avanços em solenoides e eletroímã tecnologia para acionamento de válvulas

Aplicações

  • Aparelhos de ar condicionado reversíveis residenciais e comerciais (bombas de calor)
  • Sistemas de climatização multi-split e com fluxo de refrigerante variável (VRF)
  • bomba de calor geotérmica sistemas
  • Sistemas de climatização automotiva que oferecem aquecimento e resfriamento.
  • ciclos de desumidificação em condicionadores de ar avançados

Patentes:

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

Ideias de Inovação Potencial

  • electronically controlled reversing valves with variable positioning for optimized performance during transition and defrost cycles
  • valves made from advanced polymer composites to reduce weight and manufacturing cost
  • integrated sensor suites within the valve body to monitor pressure and temperature for smarter system diagnostics
  • solid-state, non-moving-part refrigerant flow directors based on fluidic principles
  • miniaturized reversing valves for compact and portable climate control devices
  • 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
  • reversing valves designed for use with high-pressure, natural refrigerants like co2
  • smart reversing valves that communicate with the thermostat to pre-condition for a switch, minimizing user-perceived temperature swings
  • valves with built-in bypasses to assist in oil return management to the compressor
Related to: reversing valve, four-way valve, heat bombear, HVAC, refrigerant flow, cooling mode, heating mode, slide valve, solenoid, pilot valve.

Contexto histórico

Válvula reversora da bomba de calor

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(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

10º ano aniversário

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