Les bombes de calor d'origen-aire utilitzen l'aire com a font de calor gratuïta i, amb l'ajuda dels cicles de canvi de fase-refrigerant i l'accionament del compressor, transfereixen de manera eficient la calor bidireccional entre interiors i exteriors: a l'hivern, extreuen calor de baix nivell-de l'aire exterior i l'actualitzen en calor utilitzable d'alta{{3}temperatura per a la calefacció interior; a l'estiu, funcionen al revés, alliberant calor interior a l'exterior per satisfer les necessitats de refrigeració, aconseguint una gran eficiència i estalvi energètic sense dependre de combustibles fòssils com el gas o el carbó. El principi de cicle de calefacció i refrigeració de la bomba de calor és el mateix, i l'interruptor de funció s'aconsegueix ajustant el flux de refrigerant amb una vàlvula inversora de quatre -vies. Un cop activada la vàlvula inversora, el circuit del refrigerant funciona a la inversa: l'intercanviador de calor exterior passa d'un condensador en mode de refrigeració a un evaporador, absorbint la calor de l'aire exterior (que encara té capacitat d'absorció de calor en condicions de baixa-temperatura); l'intercanviador de calor interior passa d'un evaporador en mode de refrigeració a un condensador, alliberant la calor del refrigerant d'alta-temperatura i alta-pressió comprimit pel compressor al costat interior, completant el procés d'escalfament.
Absorció de calor per evaporació - "Recollida"
Calor lliure de l'aire exterior
• Funcionament dels components: el refrigerant líquid de baixa-temperatura i baixa-pressió, després de passar pel dispositiu de l'accelerador per reduir la pressió, flueix a l'evaporador de la unitat exterior. L'evaporador consta de serpentins densament empaquetats a l'interior i aletes a l'exterior, amb un ventilador que condueix l'aire exterior a través de les aletes i les bobines.
• Principi de canvi de fase: el punt d'ebullició del refrigerant és molt inferior a la temperatura ambient exterior (fins i tot a l'hivern a -10 graus, encara està per sota del punt d'ebullició del refrigerant). Per tant, el refrigerant líquid bull ràpidament i es vaporitza dins de les bobines de l'evaporador, passant de líquid a gas de baixa-temperatura i baixa pressió.
• Canvi d'energia: el procés de vaporització requereix l'absorció d'una gran quantitat de calor, que prové de l'aire exterior - fins i tot en temps fred, l'aire encara conté calor sensible i latent que es pot extreure. Aquest pas és el nucli de la funció "-estalvi d'energia" de la bomba de calor, no consumeix energia elèctrica i completa la recollida de calor.
• Estat clau: quan el refrigerant surt de l'evaporador, es troba en un estat gasós de baixa-temperatura, baixa-pressió, amb una temperatura lleugerament inferior a la temperatura exterior, transportant la calor absorbida de l'aire.
Compressió i calefacció - Consumeix electricitat per augmentar el nivell d'energia del refrigerant
• Acció del component: el refrigerant gasós de baixa-temperatura i baixa- pressió entra al compressor (el "nucli de potència" de la bomba de calor). El compressor acciona el pistó/rotor per comprimir el gas a través del motor.
• Principi termodinàmic: Segons la llei que “quan es comprimeix un gas, la seva pressió augmenta i augmenta la temperatura”, el gas refrigerant es comprimeix a la força al compressor, provocant un fort augment de la pressió i la temperatura.
• Canvi d'energia: aquest pas consumeix energia elèctrica, convertint-la en energia interna del refrigerant. Com a resultat, el refrigerant canvia de gas de baixa-temperatura i baixa-pressió a gas d'alta-temperatura i alta-pressió, amb temperatures que arriben als 80-120 graus (superant amb escreix els 40-60 graus necessaris per a la calefacció interior).
• Funció clau: aquest pas és crucial per a l'"actualització energètica" - transforma la calor de baixa-temperatura inicial en calor d'alta-temperatura suficient per a la demanda de calefacció i és l'única etapa de tot el cicle que consumeix electricitat.
Alliberament de calor per condensació - Alliberament de calor a l'habitació per a la calefacció / producció d'aigua calenta
· Funcionament dels components: el refrigerant gasós d'alta-temperatura i alta- pressió flueix al condensador de la unitat interior (si s'utilitza per escalfar, el condensador està connectat a canonades o radiadors de calefacció per terra; si s'utilitza per a aigua calenta, el condensador està submergit al dipòsit d'aigua).
· Principi de canvi de fase: la temperatura del refrigerant dins del condensador és molt superior a la del circuit de calefacció interior aigua/aigua del dipòsit. Per tant, el refrigerant de gas d'alta-temperatura comença a refredar-se i condensar-se, passant de gas d'alta-temperatura i alta-pressió a líquid d'alta-temperatura i alta-pressió.
· Canvi d'energia: el procés de liqüefacció allibera una gran quantitat de calor latent (incloent el pas 1: "calor lliure" absorbida de l'exterior + pas 2: calor produïda pel compressor consumint energia elèctrica). Aquesta calor es transfereix a l'aigua del circuit de calefacció o a l'aigua calenta sanitària a través de les bobines del condensador, i finalment s'irradia a l'habitació a través de la calefacció per terra radiant/radiadors per a la calefacció; o escalfant directament l'aigua del dipòsit.
· Estat clau: quan el refrigerant surt del condensador, es troba en un estat líquid d'alta-temperatura i alta-pressió, després d'haver alliberat la seva calor i la temperatura baixa a uns 50 graus ~ 60 graus.
