Õhu allika soojuspump (ASHP) on seade, mis kasutab madala kvaliteediga soojusenergiat ümbritsevas õhus ja uuendab seda soojuspumba tehnoloogia kaudu kõrgekvaliteediliseks soojusenergiaks. Seda kasutatakse laialdaselt tööstussüsteemis kuuma veevarustuses ja selle tööpõhimõte põhineb termodünaamika vastupidisel karnoti tsüklil. Järgnev on õhu allikate soojuspumba tööpõhimõte tööstussüsteemi sooja vee tagamiseks.
Aluspõhimõte
Õhuallika soojuspump neelab õhust soojust ja kannab selle vee külmutusagensi faasivahetustsükli kaudu vette (aurustumine, kokkusurumine, kondenseerumine, paisumine), soojendades sellega vett. Selle tuum on kasutada elektrienergiat kompressori juhtimiseks, et ületada soojust madala temperatuuriga soojusallikast (AIR) kõrge temperatuuriga soojusallikale (vesi).
Põhikomponendid
Aurusti:Neelab õhust soojust ja aurustub madala temperatuuriga madala rõhuga vedela külmutusagensi madala temperatuuriga, madala rõhuga gaasiline külmutusagens.
Kompressor:Surub madala temperatuuriga madala rõhuga gaasilise külmutusagensi kõrgtemperatuuriga, kõrgsurve gaasiliseks külmutusagensiks, et suurendada oma energiataset.
Kondensaator:Kõrgtemperatuuriga kõrgsurvega gaasiline külmutusagens vabastab kondensaatoris soojuse, et külma vett soojendada, samal ajal kui külmutusagens kondenseerub kõrgsurvevedeliks.
Laiendusventiil:Kõrgsurvevedelik külmutusagens on paisuklapi poolt rõhutatud ja sellest saab madala temperatuuriga madala rõhuga vedela külmutusagens, mis siseneb aurustile uuesti tsükli lõpuleviimiseks.
Tööprotsess
(1) aurustumise soojuse imendumine
Aurustis neelab madala temperatuuriga madala rõhuga vedela külmutusagens õhust soojust ja aurustub madala temperatuuriga, madala rõhuga gaasilise külmutusagendiks.
Õhu temperatuur langeb ja kuumus kantakse külmutusagensile.
(2) survetemperatuuri tõus
Madala temperatuuriga, madala rõhuga gaasiline külmutusagens surub kompressoriga ja sellest saab kõrgtemperatuur, kõrgsurve gaasiline külmutusagens.
Kompressiooniprotsess tarbib elektrienergiat ning külmutusagensi temperatuur ja rõhk suurenevad märkimisväärselt.
(3) Kondensatsiooni soojuse vabanemine
Kõrgtemperatuuriga kõrgsurve gaasiline külmutusagens siseneb kondensaatorisse ja vahetab soojust külma veega.
Külmutusagens vabastab kuumuse ja kondenseerub kõrgsurvevedeliks, külma vett kuumutatakse.
(4) laienemisrõhu vähendamine
Kõrgsurvevedelik külmutusagens läbib paisiklapi ja rõhk langeb ootamatult, muutudes madala temperatuuriga, madala rõhuga vedela külmutusagensiks.
Külmutusagens siseneb aurusti uuesti ja alustab järgmist tsüklit.
Energiatõhususe suhe (COP)
Õhu allika soojuspumba energiatõhususe suhe (jõudluskoefitsient, COP) viitab selle kuumutamisvõimsuse ja sisendelektrienergia suhtele. Mida suurem on COP väärtus, seda suurem on soojuspumba efektiivsus. Tavaliselt on õhu allika soojuspumba politseinik vahemikus 3 kuni 5, mis tähendab, et 1 ühik elektrienergiat võib tekitada 3–5 ühikut soojusenergiat.
Rakenduse stsenaariumid
- Toiduainetööstus (puhastamine, steriliseerimine jne).
- Keemiatööstus (reaktori kuumutamine, töötlege vee kuumutamist).
- Tekstiilitööstus (värvimine, pesemine jne).
- Elektroplaatiline tööstus (paagi küte).
- Haiglad jne. Kodumaine kuum veevarustus.