Toplotna pumpa za izvor zraka (Ashp) je uređaj koji koristi nisku toplinu energiju u ambijentalnom zraku i nadograđuje ga na visokokvalitetnu toplinsku energiju putem tehnologije toplinske pumpe. Široko se koristi u industrijskom sustavu vruće vodosnabdijevanje, a njegov princip rada zasnovan je na obrnutom ciklusu Carnot-a termodinamike. Slijedi princip radnog principa toplotne pumpe za izvor zraka za pružanje vruće vode industrijskog sistema.
Osnovni princip
Toplinska pumpa za izvor zraka apsorbuje toplinu iz zraka i prenosi ga u vodu kroz ciklus fazne promjene rashladnog sredstva (isparavanje, kompresija, kondenzacija, širenje), čime se zagrijava voda. Njegova jezgra je koristiti električnu energiju za pokretanje kompresora za prijenos topline iz izvora topline (zraka) na izvor topline (vode).
Glavne komponente
Isparivač:Apsorbuje toplinu iz zraka i isparava niske temperature, tečni rashladno sredstvo niskog pritiska u nisku temperaturu, plinosno rashladno sredstvo niskog pritiska.
Kompresor:Komprimira nisku temperaturu, plinoviti rashladno sredstvo niskog pritiska u visokotemperaturnu, plinoviti rashladno sredstvo visokog pritiska za povećanje energetskog nivoa.
Kondenzator:Visoka temperatura, gasoviti rashladno sredstvo visokog pritiska oslobađa toplinu u kondenzatoru da zagrijavaju hladnu vodu, dok rashladno sredstvo u tekućinu visokog pritiska.
Ventil za proširenje:Tekući rashladno sredstvo visokog pritiska pritiska je pritiskom na ekspanzijski ventil i postaje niska temperatura, tečni rashladno sredstvo niskog pritiska, što ponovno ulazi u isparivač da bi završio ciklus.
Radni proces
(1) apsorpcija toplote za isparavanje
U isparivaču niske temperature, tečni rashladno sredstvo niskog pritiska apsorbuje toplinu iz zraka i isparava u nisku temperaturu, plinosno rashladno sredstvo niskog pritiska.
Ispiranje temperature zraka i toplina se prenosi u rashladno sredstvo.
(2) povećanje temperature kompresije
Niska temperatura, plinoviti rashladno sredstvo niskog pritiska komprimira kompresor i postaje visoka temperatura, gasovit rashladno sredstvo visokog pritiska.
Proces kompresije troši električnu energiju, a temperatura i pritisak rashladnog sredstva značajno se povećavaju.
(3) Izdanje toplotnog kondenzacije
Visoka temperatura, plinoviti rashladno sredstvo visokog pritiska ulazi u kondenzator i razmjenjuje toplinu hladnom vodom.
Rashladno sredstvo oslobađa toplinu i kondenzira u tekućinu visokog pritiska, dok se hladna voda zagrijava.
(4) smanjenje pritiska ekspanzije
Tekući rashladno sredstvo visokog pritiska prolazi kroz ekspanzijski ventil, a tlak se naglo padne, postajući niska temperatura, tečni rashladno sredstvo.
Rashladno sredstvo ponovo ulazi u isparivač i započinje sljedeći ciklus.
Omjer energetske učinkovitosti (COP)
Omjer energetske učinkovitosti (koeficijent performansi, policajca) toplotne pumpe izvora zraka odnosi se na omjer njenog kapaciteta grijanja do ulazne električne energije. Što je veća vrijednost policajca, veća je efikasnost toplotne pumpe. Obično je policajac toplotne pumpe za izvor zraka između 3 i 5, što znači da 1 jedinica električne energije može stvoriti 3 do 5 jedinica toplotne energije.
Scenariji aplikacija
- Prehrambena industrija (čišćenje, sterilizaciju itd.).
- Hemijska industrija (grijanje reaktora, procesno grijanje vode).
- Tekstilna industrija (bojenje, pranje itd.).
- Elektroplantažna industrija (grijanje na tenk).
- Bolnice itd. Dobavljenje vrućim vodom u domaćinstvu.