Air Source Heat Pump(ASHP)は、周囲空気で低グレードの熱エネルギーを使用し、ヒートポンプ技術を通じて高品質の熱エネルギーにアップグレードするデバイスです。産業システムの温水供給で広く使用されており、その作業原則は熱力学の逆カルノサイクルに基づいています。以下は、産業システムの温水を提供するための空気源ヒートポンプの実用的な原理です。
基本原則
空気源のヒートポンプは、空気から熱を吸収し、冷媒の位相変化サイクル(蒸発、圧縮、凝縮、膨張)を通じて水に移動し、それによって水を加熱します。そのコアは、電気エネルギーを使用してコンプレッサーを駆動し、低温熱源(空気)から高温熱源(水)に熱を伝達することです。
主なコンポーネント
蒸発器:空気からの熱を吸収し、低温の低圧液体冷媒を低温の低圧ガス冷蔵庫に蒸発させます。
コンプレッサー:エネルギーレベルを上げるために、低温の低圧ガス冷媒を高温の高圧ガス冷媒に圧縮します。
コンデンサー:高温の高圧ガス冷媒は、コンデンサーの熱を放出して冷水を加熱し、冷媒は高圧液体に凝縮します。
拡張バルブ:高圧液体冷媒は、膨張弁によって抑制され、低温の低圧液体冷媒となり、蒸発器が再入力してサイクルを完了します。
作業プロセス
(1)蒸発熱吸収
蒸発器では、低温の低圧冷媒は、空気から熱を吸収し、低温の低圧ガス冷媒に蒸発させます。
気温が低下し、熱が冷媒に移されます。
(2)圧縮温度の上昇
低温の低圧ガス冷媒は、圧縮器によって圧縮され、高温の高圧ガス冷媒になります。
圧縮プロセスは電気エネルギーを消費し、冷媒の温度と圧力は大幅に増加します。
(3)凝縮熱放出
高温の高圧ガス冷媒はコンデンサーに入り、冷水と熱を交換します。
冷媒は熱を放出し、凝縮して高圧の液体に凝縮しますが、冷水が加熱されます。
(4)膨張圧力削減
高圧液体冷媒は膨張バルブを通過し、圧力が突然低下し、低温の低圧液体冷媒になります。
冷媒は蒸発器に再び入り、次のサイクルを開始します。
エネルギー効率比(COP)
空気源ヒートポンプのエネルギー効率比(性能係数、COP)は、入力電気エネルギーに対する加熱能力の比を指します。 COP値が高いほど、ヒートポンプの効率が高くなります。通常、空気源ヒートポンプのCOPは3〜5の間です。つまり、1単位の電気エネルギーが3〜5ユニットの熱エネルギーを生成できます。
アプリケーションシナリオ
- 食品加工業界(清掃、滅菌など)。
- 化学産業(原子炉暖房、水暖房)。
- テキスタイル産業(染色、洗浄など)。
- 電気めっき産業(タンク暖房)。
- 病院など。家庭用給湯。
