Η αντλία θερμότητας πηγής αέρα (ASHP) είναι μια συσκευή που χρησιμοποιεί χαμηλή θερμική ενέργεια στον αέρα περιβάλλοντος και την αναβαθμίζει σε ενέργεια θερμότητας υψηλής ποιότητας μέσω της τεχνολογίας της αντλίας θερμότητας. Χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανική παροχή ζεστού νερού και η αρχή λειτουργίας του βασίζεται στον κύκλο της θερμοδυναμικής αντίστροφης Carnot. Η ακόλουθη είναι η αρχή λειτουργίας της αντλίας θερμότητας πηγής αέρα για την παροχή βιομηχανικού συστήματος ζεστό νερό.
Βασική αρχή
Η αντλία θερμότητας πηγής αέρα απορροφά τη θερμότητα από τον αέρα και την μεταφέρει στο νερό μέσω του κύκλου αλλαγής φάσης του ψυκτικού μέσου (εξάτμιση, συμπίεση, συμπύκνωση, επέκταση), θέρμανση του νερού. Ο πυρήνας του είναι να χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια για να οδηγήσει τον συμπιεστή για τη μεταφορά θερμότητας από την πηγή θερμότητας χαμηλής θερμοκρασίας (αέρα) στην πηγή θερμότητας υψηλής θερμοκρασίας (νερό).
Κύρια συστατικά
Αποστακτήρας:Απορροφά τη θερμότητα από τον αέρα και εξατμίζει το ψυκτικό υγρό χαμηλής θερμοκρασίας, χαμηλής θερμοκρασίας σε ψυκτικό ψυκτικό χαμηλής θερμοκρασίας, χαμηλής θερμοκρασίας, χαμηλής θερμοκρασίας.
Συμπιεστής:Συμπιέζει το αέρια ψυκτικό χαμηλής θερμοκρασίας, χαμηλής πίεσης σε ένα αέρια ψυκτικό αέρια ψυκτικό υψηλής θερμοκρασίας, υψηλής θερμοκρασίας για να αυξήσει το ενεργειακό του επίπεδο.
Συμπυκνωτής:Το αέρια ψυκτικό υψηλής θερμοκρασίας, υψηλής πίεσης, απελευθερώνει θερμότητα θερμότητας στον συμπυκνωτή για να θερμαίνει το κρύο νερό, ενώ το ψυκτικό ψυκτικό συμπυκνώνεται σε υγρό υψηλής πίεσης.
Βαλβίδα επέκτασης:Το υγρό ψυκτικό υγρό υψηλής πίεσης αποσυντίθεται από τη βαλβίδα επέκτασης και γίνεται υγρό ψυκτικό υγρό χαμηλής θερμοκρασίας, το οποίο εισάγει εκ νέου τον εξατμιστή για να ολοκληρώσει τον κύκλο.
Διαδικασία εργασίας
(1) Απορρόφηση θερμότητας εξάτμισης
Στον εξατμιστή, το υγρό ψυκτικό υγρό χαμηλής θερμοκρασίας, χαμηλής θερμοκρασίας, απορροφά τη θερμότητα από τον αέρα και εξατμίζεται σε ένα αέρια ψυκτικό χαμηλής θερμοκρασίας, χαμηλής πίεσης.
Η θερμοκρασία του αέρα πέφτει και η θερμότητα μεταφέρεται στο ψυκτικό.
(2) Αύξηση θερμοκρασίας συμπίεσης
Το αεριζόμενο ψυκτικό χαμηλής θερμοκρασίας, χαμηλής πίεσης, συμπιέζεται από τον συμπιεστή και γίνεται αέρια ψυκτικό υψηλής θερμοκρασίας, υψηλής πίεσης.
Η διαδικασία συμπίεσης καταναλώνει την ηλεκτρική ενέργεια και η θερμοκρασία και η πίεση του ψυκτικού μέσου αυξάνονται σημαντικά.
(3) απελευθέρωση θερμότητας συμπύκνωσης
Το αέρια ψυκτικό υψηλής θερμοκρασίας, υψηλής πίεσης εισέρχεται στον συμπυκνωτή και ανταλλάσσει θερμότητα με το κρύο νερό.
Το ψυκτικό μέσο απελευθερώνει θερμότητα και συμπυκνώνεται σε υγρό υψηλής πίεσης, ενώ το κρύο νερό θερμαίνεται.
(4) Μείωση της πίεσης επέκτασης
Το υγρό ψυκτικό υγρό υψηλής πίεσης διέρχεται από τη βαλβίδα επέκτασης και η πίεση πέφτει ξαφνικά, καθιστώντας ένα ψυκτικό υγρό χαμηλής θερμοκρασίας, χαμηλής πίεσης.
Το ψυκτικό re-εισέρχεται στον εξατμιστή και ξεκινά τον επόμενο κύκλο.
Αναλογία ενεργειακής απόδοσης (COP)
Ο λόγος ενεργειακής απόδοσης (συντελεστής απόδοσης, COP) μιας αντλίας θερμότητας πηγής αέρα αναφέρεται στην αναλογία της χωρητικότητας θέρμανσης στην ηλεκτρική ενέργεια εισόδου. Όσο υψηλότερη είναι η τιμή του COP, τόσο υψηλότερη είναι η απόδοση της αντλίας θερμότητας. Συνήθως, η COP μιας αντλίας θερμότητας πηγής αέρα είναι μεταξύ 3 και 5, πράγμα που σημαίνει ότι 1 μονάδα ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να παράγει 3 έως 5 μονάδες θερμικής ενέργειας.
Σενάρια εφαρμογής
- Βιομηχανία επεξεργασίας τροφίμων (καθαρισμός, αποστείρωση κ.λπ.).
- Χημική βιομηχανία (θέρμανση αντιδραστήρα, διεργασία θέρμανσης νερού).
- Κλωστοϋφαντουργική βιομηχανία (βαφή, πλύσιμο κ.λπ.).
- Η ηλεκτρολυτική βιομηχανία (θέρμανση των δεξαμενών).
- Νοσοκομεία, κλπ. Εσωτερική παροχή ζεστού νερού.