المضخة الحرارية لمصدر الهواء (ASHP) عبارة عن جهاز يستخدم الطاقة الحرارية منخفضة الدرجة في الهواء المحيط وترقيته إلى الطاقة الحرارية عالية الجودة من خلال تقنية المضخة الحرارية. يتم استخدامه على نطاق واسع في إمدادات المياه الساخنة للنظام الصناعي ، ويستند مبدأ العمل الخاص به على دورة Carnot العكسية للديناميكا الحرارية. فيما يلي مبدأ العمل لمضخة حرارة مصدر الهواء لتوفير المياه الساخنة للنظام الصناعي.
المبدأ الأساسي
تمتص المضخة الحرارية لمصدر الهواء الحرارة من الهواء وتنقلها إلى الماء من خلال دورة تغيير المرحلة من المبرد (التبخر ، والضغط ، والتكثيف ، والتمدد) ، وبالتالي تسخين الماء. جوهرها هو استخدام الطاقة الكهربائية لدفع الضاغط لنقل الحرارة من مصدر الحرارة منخفضة الحرارة (الهواء) إلى مصدر الحرارة عالي الحرارة (الماء).
المكونات الرئيسية
المبخر:يمتص الحرارة من الهواء ويتبخر المبرد السائل منخفضة الضغط منخفضة الضغط في مبرد منخفض درجة الحرارة والضغط الغازي.
ضاغط:يضغط على المبرد المنخفض في درجات الحرارة المنخفضة والضغط الغازي في مبرد غازي عالي الضغط وذات الضغط العالي لزيادة مستوى طاقته.
مكثف:يطلق المبردات الغازية عالية الدقة ذات درجة حرارة عالية الحرارة في المكثف لتسخين الماء البارد ، بينما يتكثف المبرد في سائل عالي الضغط.
صمام التوسع:يتم الضغط على المبرد السائل ذو الضغط العالي بواسطة صمام التمدد ويصبح مبردًا سائلًا منخفضًا للضغط منخفض ، والذي يعيد إدخال المبخر لإكمال الدورة.
عملية العمل
(1) امتصاص حرارة التبخر
في المبخر ، يمتص المبرد السائل منخفضة الضغط المنخفض الحرارة الحرارة من الهواء ويتبخر في مبرد غازي منخفض الحرارة منخفضة الضغط.
تنخفض درجة حرارة الهواء ويتم نقل الحرارة إلى المبرد.
(2) زيادة درجة حرارة الضغط
يتم ضغط المبرد الغازي المنخفض في درجة الحرارة منخفضة الضغط بواسطة الضاغط ويصبح مبردًا غازيًا عالي الضغط.
تستهلك عملية الضغط الطاقة الكهربائية ، وزيادة درجة حرارة وضغط المبرد بشكل كبير.
(3) إطلاق حرارة التكثيف
يدخل المبرد الغازي ذو الضغط العالي في درجة الحرارة المكثف وتبادل الحرارة بالماء البارد.
يطلق المبرد الحرارة ويتكثف إلى سائل عالي الضغط ، بينما يتم تسخين الماء البارد.
(4) تقليل ضغط التمدد
يمر المبرد السائل ذو الضغط العالي من خلال صمام التمدد ، وينخفض الضغط فجأة ، ليصبح مبردًا منخفضًا للضغط على درجة الحرارة المنخفضة.
يعيد المبرد المبخر ويبدأ الدورة التالية.
نسبة كفاءة الطاقة (COP)
تشير نسبة كفاءة الطاقة (معامل الأداء ، COP) لمضخة حرارة مصدر الهواء إلى نسبة قدرتها على التسخين إلى الطاقة الكهربائية للمدخلات. كلما ارتفعت قيمة الشرطي ، زادت كفاءة مضخة الحرارة. عادةً ما يتراوح شرطي مضخة حرارة مصدر الهواء بين 3 و 5 ، مما يعني أن وحدة واحدة من الطاقة الكهربائية يمكنها توليد 3 إلى 5 وحدات من الطاقة الحرارية.
سيناريوهات التطبيق
- صناعة معالجة الأغذية (التنظيف ، التعقيم ، إلخ).
- الصناعة الكيميائية (تسخين المفاعل ، وتدفئة المياه).
- صناعة النسيج (الصباغة ، الغسيل ، إلخ).
- صناعة الطلاء الكهربائي (تسخين الخزانات).
- المستشفيات ، إلخ. إمدادات المياه الساخنة المحلية.