تطبيقات المضخات الحرارية في الصناعة

تدفقات الحرارة الأكثر شيوعًا في صناعة مياه التبريد ومياه الصرف والمكثفات والرطوبة والحرارة من مكثف محطات التبريد. بسبب التقلبات في إمداد الحرارة بالنفايات ، قد يكون من الضروري استخدام خزانات كبيرة للتراكم لضمان التشغيل المستقر لمضخة الحرارة. يمكن تلخيص بعض التطبيقات الشائعة على النحو التالي

تسخين الفضاء: يمكن للمضخات الحرارية أن تستخدم مصادر الحرارة المعتادة لتدفئة البيوت الزجاجية والمباني الصناعية ، أو يمكنها استرداد حرارة المخلفات الصناعية ، والتي لا يمكن استخدامها مباشرة ، وتوفر درجة حرارة منخفضة ومتوسطة للحرارة يمكن استخدامها داخل أو خارج لتسخين الفضاء. تستخدم المضخات الحرارية المضغوطة ذات الدورة المغلقة بشكل رئيسي.
عملية تسخين وتبريد المياه: في العديد من الصناعات ، هناك حاجة إلى مياه معالجة دافئة في درجة حرارة تتراوح من 40-90VC ، خاصة للغسيل والصرف الصحي والنظيفة. توفر المضخات الحرارية إمكانات جيدة لمثل هذه التطبيقات ويمكن أن تكون جزءًا من نظام متكامل يوفر التبريد والتدفئة. على الرغم من أن مضخات الحرارة ذات الضغط الكهربائي في دورة مغلقة مثبتة بشكل أساسي فإن بعض مضخات الحرارة الممتصة ومحولات الحرارة يمكن أن تجد التطبيق.
إنتاج البخار: العمليات الصناعية بكميات كبيرة من البخار المنخفض والمتوسط ​​والعالي في درجات حرارة تتراوح بين 100-200C المستهلكة. في السوق ، في الوقت الحالي ، يمكن أن تنتج المضخات الحرارية عالية الحرارة البخار إلى 300VC. في هذا الصدد ، تعمل أنظمة MVR المفتوحة وشبه المفتوحة للدورة المغلقة من المضخات الحرارية المضغوطة ونظام التعاقب وبعض المحولات الحرارية.
التجفيف وإزالة الرطوبة: تستخدم المضخات الحرارية على نطاق واسع في عمليات التجفيف والتجفيف الصناعي في درجات حرارة منخفضة ومعتدلة (أقصى 100VC). المجالات الرئيسية لتطبيق تجفيف اللب والورق ، والمنتجات الغذائية المختلفة ، والأخشاب والأخشاب المنشورة. تجفيف المنتجات الحساسة للحرارة ، هو أيضا مثير للاهتمام. تتمتع مجففات المضخات الحرارية ، كقاعدة عامة ، بمعامل أداء عالٍ (COP 5 إلى 7). وغالبًا ما يتم تحسين جودة المنتجات المجففة مقارنة بالتجفيف التقليدي. نظرًا لأن التجفيف يتم في نظام مغلق ، تنخفض الروائح الناتجة عن تجفيف المنتجات الغذائية وغيرها. كما تستخدم مضخات الحرارة ضغط دورة مغلقة وأنظمة MVR.
عمليات التبخر والتقطير والتركيز: التبخر والتقطير وتركيز العمليات كثيفة الاستهلاك للطاقة ، ومعظم المضخات الحرارية المثبتة في هذه العمليات ، في الصناعات الكيميائية والغذائية. في عمليات تبخر ما تبقى من المنتج الرئيسي ، في حين أن زوج (نواتج التقطير) هو المنتج الرئيسي في عمليات التقطير. معظم الأنظمة عبارة عن MVRs مفتوحة أو شبه مفتوحة ، ولكن يتم استخدام دورة مغلقة من مضخات الحرارة المضغوطة. ترتفع درجة الحرارة الصغيرة نتيجة للأداء العالي مع وجود PS في النطاق من 6 إلى 30.

بالإضافة إلى العمليات المذكورة أعلاه ، هناك بعض التطبيقات المهمة لمضخات الحرارة ، تغطي نطاقًا واسعًا جدًا من الأحمال المتصلة ووحدات التدفئة / التبريد الحرارية في صناعة الأغذية ، والأحمال من عدة ميغاواط لمحطات ضغط البخار الكبيرة في الصناعة ، بما في ذلك:

سخانات مياه صغيرة ، ذات إنتاج ضخم ، يتم دمجها في بعض الأحيان مع الثلاجات والحمل المتصل بين 200 و 800 W.
التدفئة ، ومضخات التدفئة للغرف الفردية ، الأكواخ ، مباني المكاتب الصغيرة ، المطاعم ، ومشاريع مماثلة. حزمة مضخات الحرارة (في أغلفة مغلقة) ، وتتوفر أيضًا في شكل قسم داخلي وخارجي للتركيب في العراء. الإنتاج الضخم ، وأحيانًا على نطاق واسع ، غالبًا ما تكون هذه الطاقة الحرارية تسخين إضافي (كهربائي ، غاز مسال ، ماء دافئ) حتى 120 kW ، والحمل المتصل من 2 إلى 30 kW.
مضخات حرارية للتسخين واستعادة الحرارة للمباني المكتبية الكبيرة للتكييف والمحلات التجارية والمشاريع المماثلة. وفقًا للتكيف مع الإنتاج الضخم لوحدات وأنظمة المياه المبردة بشكل منفصل ، يتم استخدام المكونات المجمعة من مصانع التبريد الكبيرة. تتراوح السعة الحرارية لأكثر من 1200 kW ، ويتراوح استهلاك الطاقة من 20 إلى 400 kW. إذا تم استخدام مضخة الحرارة أيضًا للتبريد في فصل الصيف ، فمن الأفضل استخدامها في استرداد الحرارة من هواء العادم في فصل الشتاء بدلاً من استخدام مبادل حراري إضافي قابل للاسترداد.
التدفئة والتبريد ، ومضخات الحرارة لتبريد وتسخين أماكن العمل ، وكائنات التدفقات الجماعية. المهمة الرئيسية لهذه المصانع ، فضلاً عن تعريف التحكم ، عادةً إما للتبريد أو التدفئة ، وليس بتأثير آخر لجائزة إضافية ، والتي لا تتوفر خلال فترات عدم تشغيل النظام ويمكن توفيرها فقط في متجر ، على سبيل المثال. غلاية الماء الساخن.
الحرارة المهدورة لاستخدام المضخات الحرارية للتخلص من الحرارة المفرغة أو إعادة استخدامها ، والتي لا يمكن إعادة استخدامها مباشرة بسبب انخفاض درجة الحرارة. على سبيل المثال ، في عمليات التجفيف ، حيث تكون حرارة الهدر الموجودة في المياه المستخرجة ، يستخدم البخار لتسخين هواء التجفيف ، أو في المغاسل ، حيث يتم تصريف جميع الطاقة الحرارية المطبقة تقريبًا بمياه الصرف ويمكن استعادتها باستخدام مضخة الحرارة . يتم التحكم في الطلب على المحطات الحرارية ، وغالبًا ما يتم ذلك مع تخزين حرارة النفايات.