ปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศมีหน้าที่อะไร?

ปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศ (ASHP) คือระบบทำความร้อนและความเย็นประเภทหนึ่งที่ใช้หลักการของอุณหพลศาสตร์เพื่อถ่ายเทความร้อนจากอากาศภายนอกเพื่อให้ความร้อนหรือความเย็นแก่พื้นที่ภายในอาคาร ด้วยการควบคุมอากาศโดยรอบเป็นแหล่งความร้อนหรืออ่างล้างจานอย่างมีประสิทธิภาพ แอชพี นำเสนอทางเลือกที่ประหยัดพลังงานและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมแทนระบบทำความร้อนและความเย็นแบบดั้งเดิม 

หน้าที่หลักของ ASHP คือการดึงความร้อนจากอากาศภายนอกในช่วงฤดูร้อนและถ่ายโอนไปยังภายในอาคาร โดยดำเนินการผ่านกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบหลัก 4 ส่วน ได้แก่ เครื่องระเหย คอมเพรสเซอร์ คอนเดนเซอร์ และวาล์วขยาย

ขั้นตอนแรกในการทำงานของ แอชพี คือการดูดซับความร้อนจากอากาศภายนอก หน่วยภายนอกของปั๊มความร้อนหรือที่เรียกว่าอีวาโปเรเตอร์ประกอบด้วยคอยล์ที่บรรจุสารทำความเย็น สารทำความเย็นอุณหภูมิต่ำจะดูดซับพลังงานความร้อนจากอากาศโดยรอบ ซึ่งทำให้ระเหยกลายเป็นก๊าซ

ส่วนประกอบถัดไปคือคอมเพรสเซอร์ มีบทบาทสำคัญในการเพิ่มความดันและอุณหภูมิของก๊าซสารทำความเย็น โดยจะอัดก๊าซสารทำความเย็นความดันต่ำให้อยู่ในสถานะแรงดันสูง ซึ่งจะเป็นการเพิ่มพลังงานความร้อนอย่างมีนัยสำคัญ กระบวนการนี้อำนวยความสะดวกในการถ่ายเทความร้อนที่อุณหภูมิที่สูงขึ้น ทำให้เหมาะสมกับข้อกำหนดในการทำความร้อนภายในอาคาร

สารทำความเย็นที่ให้ความร้อนจะผ่านการเปลี่ยนเฟสผ่านคอนเดนเซอร์ ในหน่วยในร่มของปั๊มความร้อน คอยล์คอนเดนเซอร์จะปล่อยความร้อนออกสู่สภาพแวดล้อมภายในอาคาร ซึ่งจะทำให้อากาศที่ไหลเวียนผ่านระบบอุ่นขึ้น เมื่อสารทำความเย็นปล่อยความร้อนออกมา ก็จะควบแน่นกลับเป็นสถานะของเหลว

หลังจากปล่อยความร้อนแล้ว จะต้องลดความดันของสารทำความเย็นลงเพื่อทำซ้ำ นี่คือจุดที่วาล์วขยายตัวเข้ามามีบทบาท ด้วยการสร้างแรงดันตกคร่อม วาล์วขยายตัวจะช่วยให้สารทำความเย็นขยายตัวและทำให้เย็นลง และเปลี่ยนกลับไปสู่สถานะแรงดันต่ำและอุณหภูมิต่ำ จากนั้นสารทำความเย็นจะถูกส่งไปยังเครื่องระเหยเพื่อทำซ้ำกระบวนการดูดซับความร้อน

กระบวนการทำความร้อนที่อธิบายไว้ข้างต้นสามารถย้อนกลับได้เพื่อให้ความเย็นในช่วงที่อากาศร้อน ด้วยการใช้วาล์วถอยหลัง ASHP สามารถเปลี่ยนทิศทางการไหลของสารทำความเย็นได้ ในโหมดทำความเย็น หน่วยคอยล์เย็นทำหน้าที่เป็นเครื่องระเหย โดยดึงความร้อนออกจากพื้นที่ในอาคาร และคอยล์ร้อนทำหน้าที่เป็นคอนเดนเซอร์ โดยปล่อยความร้อนออกสู่อากาศโดยรอบ

การทำงานโดยรวมของ แอชพี ไม่ได้จำกัดอยู่ที่กระบวนการทางอุณหพลศาสตร์ภายในส่วนประกอบของระบบ ระบบเหล่านี้ยังอาศัยแหล่งจ่ายไฟฟ้าเพื่อควบคุมส่วนประกอบต่างๆ เช่น พัดลม ปั๊ม และวาล์ว นอกจากนี้ ยังต้องการระบบควบคุมและเซ็นเซอร์เพื่อตรวจสอบและควบคุมการทำงานของระบบ เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพและประสิทธิผลสูงสุด

ปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศ มีข้อดีและฟังก์ชันหลายประการที่ทำให้เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับการทำความร้อนและความเย็น:

ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน: หนึ่งในหน้าที่หลักของ แอชพี คือประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่สูง พวกเขาใช้กระบวนการถ่ายเทความร้อนเพื่อย้ายความร้อนจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งแทนที่จะสร้างความร้อนโดยตรง ซึ่งสามารถส่งผลให้ประหยัดพลังงานได้มากเมื่อเทียบกับระบบทำความร้อนทั่วไป เช่น เครื่องทำความร้อนแบบต้านทานไฟฟ้าหรือหม้อต้มน้ำมัน ตามที่กระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริการะบุว่า ASHP มีประสิทธิภาพมากกว่าระบบทำความร้อนด้วยความต้านทานไฟฟ้าสองถึงสามเท่า

ประหยัดต้นทุน: เนื่องจากประสิทธิภาพในการใช้พลังงาน แอชพี จึงสามารถลดการใช้พลังงานและลดต้นทุนการดำเนินงานได้ แม้ว่าต้นทุนการติดตั้งเริ่มแรกอาจสูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับระบบทำความร้อนแบบเดิม แต่การประหยัดในระยะยาวสามารถชดเชยค่าใช้จ่ายเหล่านี้ได้ เมื่อเวลาผ่านไป การใช้พลังงานที่ลดลงอาจส่งผลให้ประหยัดต้นทุนได้อย่างมาก

ประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อม: แอชพี มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมลดลงเมื่อเปรียบเทียบกับระบบที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลเพื่อให้ความร้อนและความเย็น พวกมันปล่อยก๊าซเรือนกระจกน้อยลงเนื่องจากแหล่งพลังงานหลักในการใช้พลังงานคือไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม การพิจารณาแหล่งที่มาของไฟฟ้าเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอาจแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับว่ามาจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนหรือไม่หมุนเวียน

ความคล่องตัว: ปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศมีความหลากหลายและสามารถใช้งานได้หลากหลายและการตั้งค่าต่างๆ เหมาะสำหรับบ้านพักอาศัย อาคารพาณิชย์ และพื้นที่อุตสาหกรรม แอชพี มีขนาดและการกำหนดค่าที่แตกต่างกันเพื่อรองรับความต้องการในการทำความร้อนและความเย็นที่หลากหลาย ทำให้สามารถปรับให้เข้ากับการติดตั้งได้หลากหลาย

การทำความร้อนเสริม: ASHP ยังสามารถใช้เป็นระบบทำความร้อนเสริมร่วมกับระบบทำความร้อนที่มีอยู่ได้ ในพื้นที่ที่มีสภาพอากาศเย็นจัด ซึ่ง แอชพี อาจสูญเสียประสิทธิภาพ สามารถใช้ร่วมกับแหล่งทำความร้อนอื่นๆ เพื่อให้มั่นใจว่าได้รับความอบอุ่นสม่ำเสมอ

ความสะดวกสบายตลอดทั้งปี: เนื่องจาก แอชพี ให้ทั้งความสามารถในการทำความร้อนและความเย็น จึงให้ความสบายตลอดทั้งปีและการควบคุมอุณหภูมิ ด้วยระบบเดียว ผู้ใช้สามารถสลับระหว่างโหมดทำความร้อนและความเย็นได้อย่างสะดวกเพื่อรักษาสภาพภายในอาคารให้เหมาะสมตลอดทั้งปี

การลดเสียงรบกวน: โดยทั่วไป แอชพี จะสร้างเสียงรบกวนน้อยกว่าระบบทำความร้อนและความเย็นแบบเดิม เช่น เครื่องปรับอากาศแบบหน้าต่างหรือเตาเผาแบบบังคับอากาศ หน่วยในร่มทำงานเงียบ ทำให้มีสภาพแวดล้อมที่เงียบสงบและสะดวกสบาย

สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าประสิทธิภาพและประสิทธิผลที่แท้จริงของ ASHP อาจได้รับอิทธิพลจากปัจจัยต่างๆ รวมถึงอุณหภูมิภายนอก ฉนวนของอาคาร และระบบจำหน่ายที่ใช้ในการถ่ายเทความร้อนไปยังพื้นที่ในอาคาร การติดตั้งอย่างมืออาชีพโดยช่างเทคนิคที่มีคุณสมบัติเหมาะสมมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการกำหนดขนาด การกำหนดค่า และการปรับระบบให้เหมาะสม

โดยสรุป หน้าที่หลักของปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศคือการดึงความร้อนจากอากาศภายนอกและถ่ายโอนไปยังภายในอาคารในช่วงฤดูร้อน ซึ่งเป็นโซลูชันการทำความร้อนที่ประหยัดพลังงานและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ แอชพี ยังสามารถย้อนกลับการทำงานเพื่อให้ความเย็นในช่วงที่อากาศร้อน ด้วยประสิทธิภาพการใช้พลังงาน การประหยัดต้นทุน ประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม ความคล่องตัว และความสบายตลอดทั้งปี ปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศ ได้รับความนิยมในฐานะทางเลือกแทนระบบทำความร้อนและความเย็นแบบดั้งเดิมในการใช้งานต่างๆ