Funktionsprinzip des Wärmepumpen-Frischluftventilators

Inhaltsverzeichnis[verstecken]

• 1. Grundzusammensetzung
• 2. Funktionsprinzip
  • (1) Belüftung
  • (2) Wärmerückgewinnung und Wärmepumpenregelung
  • (3) Luftreinigung und Belüftung
• 3. Arbeitsmodus
• 4. Energieeinsparung und Vorteile
• 5. Typische Anwendungsszenarien
• Zusammenfassen

Der Wärmepumpen-Frischluftventilator ist ein Gerät, das Frischluftlüftung und Wärmepumpentechnologie kombiniert. Er nutzt die Wärme oder Kälte der Innen- und Außenluft, um eine effiziente Belüftung und Energieeinsparung zu gewährleisten. Sein Funktionsprinzip basiert hauptsächlich auf dem Kühl-/Heizzyklus der Wärmepumpe und der Luftwärmetauschertechnologie. Im Folgenden wird das Funktionsprinzip detailliert beschrieben:

1. Grundzusammensetzung

Wärmepumpen-Zuluftventilatoren bestehen in der Regel aus folgenden Kernkomponenten:

• Wärmepumpensystem: Enthält Kompressor, Verdampfer, Kondensator, Expansionsventil und Kühlmittel zur Wärmeübertragung.
• Gesamtwärmetauscher (oder sensibler Wärmetauscher): Dient zum Wärme- und/oder Feuchtigkeitsaustausch zwischen Innen- und Außenluft.
• Frischluft- und Abluftkanäle: Frischluft von draußen zuführen bzw. verschmutzte Luft aus dem Innenraum abführen.
• Lüfter: Treibt den Luftstrom an, normalerweise einschließlich Zuluft- und Abluftventilatoren.
• Filtersystem: Reinigen Sie die in den Raum eintretende Frischluft und entfernen Sie Partikel, Schadstoffe usw.
• Steuerungssystem: Betriebsart, Temperatur, Luftmenge und weitere Parameter einstellen.

2. So funktioniert es

Der Arbeitsprozess des Wärmepumpen-Frischluftventilators kann unterteilt werden inBelüftungUndWärmerückgewinnung/-konditionierungZwei Hauptteile:

(1) Belüftung

• Frischluftzufuhr: Frische Außenluft wird durch den Frischluftkanal in den Ventilator gesaugt und durch den Filter gereinigt, um Schadstoffe wie Staub und PM2,5 zu entfernen.
• Auspuff：Verschmutzte Raumluft (einschließlich Kohlendioxid, Geruch usw.) wird durch den Abluftkanal nach außen abgeleitet.
• Die beiden Luftströme treffen im Gesamtwärmetauscher aufeinander, sind jedoch durch Trennwände getrennt, um eine direkte Vermischung zu vermeiden.

(2) Wärmerückgewinnung und Wärmepumpenregelung

Der Kern des Wärmepumpen-Frischluftventilators besteht darin, durch das Wärmepumpensystem und den Wärmetauscher eine effiziente Energienutzung zu erreichen. Der konkrete Prozess läuft wie folgt ab:

• Gesamtwärmeaustausch (oder sensibler Wärmeaustausch):
  • Im Totalwärmetauscher tauschen Abluft aus dem Innenraum und Frischluft aus dem Außenbereich Wärme und Feuchtigkeit aus.
  • Sommer：Kalte Innenluft (niedrige Temperatur und niedrige Luftfeuchtigkeit) wird mit warmer Außenluft (hohe Temperatur und hohe Luftfeuchtigkeit) ausgetauscht, wodurch die Frischluft vorgekühlt und die Temperatur und Luftfeuchtigkeit der Frischluft gesenkt wird.
  • Winter：Warme Innenluft (hohe Temperatur und niedrige Luftfeuchtigkeit) wird mit kalter Außenluft (niedrige Temperatur und hohe Luftfeuchtigkeit) ausgetauscht, wodurch die Frischluft vorgewärmt, die Temperatur der Frischluft erhöht und ein Teil der Luftfeuchtigkeit zurückgewonnen wird.
  • Die Austauscheffizienz kann normalerweise 60%–80% erreichen, wodurch die Temperaturunterschiedsbelastung der Frischluft erheblich reduziert wird.
• Regelung der Wärmepumpenanlage:
  • Die Wärmepumpe reguliert durch die Kältemittelzirkulation zusätzlich die Temperatur der Frischluft.
  • Kühlbetrieb (Sommer)Der Verdampfer der Wärmepumpe entzieht der Frischluft Wärme. Nachdem das Kältemittel verdampft ist, wird es vom Kompressor komprimiert und gibt die Wärme an die Abluft oder im Kondensator nach außen ab. Die Frischluft wird gekühlt und in den Raum geleitet.
  • Heizbetrieb (Winter)：Die Wärmepumpe läuft rückwärts, das Kältemittel nimmt Wärme aus der Abluft oder Außenluft auf, gibt die Wärme im Kondensator ab, um die Frischluft zu erwärmen, und leitet sie in den Raum.
  • Das Wärmepumpensystem erreicht eine effiziente Wärmeübertragung durch den umgekehrten Carnot-Zyklus und sein Energiewirkungsgrad (COP) ist normalerweise hoch, was zu erheblichen Energiespareffekten führt.

(3) Luftreinigung und Belüftung

• Die durch Wärmeaustausch und Wärmepumpe aufbereitete Frischluft wird durch das Filtersystem zusätzlich gereinigt, um die Luftqualität sicherzustellen.
• Die gereinigte Frischluft wird durch das Gebläse in den Raum geleitet, wodurch die Raumluft frisch bleibt und gleichzeitig ein Überdruck aufrechterhalten wird, um das Eindringen externer Schadstoffe zu verhindern.

3. Arbeitsmodus

Der Frischluftventilator mit Wärmepumpe kann je nach Umgebung und Bedarf in verschiedene Modi wechseln:

• Vollständiger Wärmeaustauschmodus：Verlassen Sie sich bei der Wärme- und Feuchtigkeitsrückgewinnung ausschließlich auf Wärmetauscher, geeignet für Jahreszeiten mit großen Temperaturunterschieden.
• Wärmepumpen-Unterstützungsmodus: Das Wärmepumpensystem beginnt, die Frischlufttemperatur weiter anzupassen, was für extreme Wetterbedingungen (wie extreme Hitze oder Kälte) geeignet ist.
• Bypass-Modus: Wenn der Temperaturunterschied zwischen Innen- und Außentemperatur gering ist (z. B. im Frühling und Herbst), kann Frischluft direkt am Wärmetauscher vorbeigeführt werden, um Energie zu sparen.
• Einweg-Beatmungsmodus: Liefert nur Frischluft oder Abluft und wird in bestimmten Szenarien verwendet (z. B. schnelle Abwasserentsorgung).

4. Energieeinsparungen und Vorteile

• Hohe Effizienz und Energieeinsparung: Die Wärme-/Kältekapazität von 70%-90% wird durch den Wärmetauscher zurückgewonnen, und das Wärmepumpensystem senkt den Energieverbrauch weiter und die umfassende Energieeffizienz übertrifft die von gewöhnlichen Lüftungsgeräten bei weitem.
• Komfort：Die Frischlufttemperatur liegt nahe an der Innentemperatur, wodurch das direkte Eindringen von kalter/heißer Luft vermieden und die Innentemperatur und -feuchtigkeit stabil gehalten werden.
• Luftqualität: Kontinuierlich Frischluft zuführen, verschmutzte Luft abführen, Schadstoffe filtern und das Raumklima verbessern.
• Flexibilität: Das Wärmepumpensystem kann je nach klimatischen Bedingungen kühlen oder heizen und ist für den ganzjährigen Einsatz geeignet.

5. Typische Anwendungsszenarien

• Wohnhäuser, Büros, Schulen und andere Orte, die eine hohe Luftqualität erfordern.
• Energiespargebäude oder Passivhäuser nutzen geschlossene Strukturen, um eine Belüftung und Energieeinsparung zu erreichen.
• In Gebieten mit extremen Klimabedingungen werden Wärmepumpen zur Regulierung der Außenlufttemperatur eingesetzt.

Zusammenfassen

Wärmepumpen-Frischluftventilatoren gewinnen Wärme und Feuchtigkeit aus Innen- und Außenluft über einen Wärmetauscher zurück und kombinieren die Kühl-/Heizfunktion der Wärmepumpe, um eine effiziente Belüftung, Energieeinsparung und Luftreinigung zu gewährleisten. Das Funktionsprinzip basiert auf Wärmeübertragung und Luftzirkulation. Durch den umgekehrten Carnot-Zyklus und die Wärmeaustauschtechnologie der Wärmepumpe wird die Frischlufttemperatur nahezu an das Innenniveau angeglichen und gleichzeitig die Luft frisch gehalten. Diese Art von Geräten bietet erhebliche Vorteile hinsichtlich Energieeinsparung, Komfort und Luftqualität und wird häufig in modernen Gebäudelüftungssystemen eingesetzt.

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