مضخات الحرارة

تستمد مضخة الحرارة الطاقة من البيئة (الهواء أو الماء أو الأرض)، وتحولها إلى حرارة وتطلقها بدرجة حرارة أعلى في بيئة باردة. وعلى الرغم من قيامها بتوفير الحرارة للمنزل من خلال باعث للحرارة (جهاز إشعاع الحرارة أو الرادياتير، أو تسخين الأرضية، أو مراوح الحمل الحراري)، فإنها تستطيع أيضًا تسخين الماء للأغراض المنزلية أو تسخين مياه حمام السباحة.

ولكن يمكن لمضخة الحرارة أن تعمل بطريقة عكسية. وفي تلك الحالة، يتم استخدامها لتبريد جو المنازل مثل مكيف الهواء.

مضخات الحرارة المختلفة بناء على مصدر الطاقة

توجد 3 فئات رئيسية لمضخات الحرارة:

1. حرارية هوائية [هواء/ماء؛ هواء/هواء] - يتم الحصول على السعرات الحرارية من الهواء (الخارجي أو المستخلص).
2. حرارية أرضية [أرض/أرض؛ أرض/ماء؛ جليكول ماء/ماء؛ جليكول ماء/جليكول ماء] - يتم الحصول على السعرات الحرارية من الأرض.

تستخدم مضخات الحرارة من نوع أرض/أرض أو أرض/ماء سائل تبريد لالتقاط الطاقة من الأرض من مجمعات أفقية فقط. بينما تقوم مضخات الحرارة من نوع ماء الجليكول/الماء أو ماء الجليكول/ماء الجليكول باستخدام ماء الجليكول مع مجمعات أفقية أو رأسية.

3. حرارية مائية [أرض ماء/ماء؛ دائرة ماء/هواء معاد تدويره] - يتم الحصول على السعرات الحرارية من ماء (المياه الجوفية).

بمجرد إنتاج الحرارة، يمكن أن تطلقها مضخة الحرارة بطريقتين مختلفتين وتدفئة البيئة الباردة باستخدام أنواع متعددة من البواعث:

• مضخات الحرارة من نوع [هواء/هواء؛ دائرة ماء/هواء معاد تدويره]، تستخدم الهواء كمصدر لنقل الحرارة في مروحة الحمل الحراري، والتي تقوم بإدخال الهواء الساخن في البيئة الباردة.
• مضخات الحرارة من نوع [هواء/ماء؛ أرض/أرض؛ أرض/ماء؛ ماء الجليكول/ماء؛ ماء الجليكول/ماء الجليكول؛ ماء الجليكول/ماء]، تستخدم الماء كمصدر لنقل الحرارة في أجهزة إشعاع حرارة الماء أو تسخين الأرضية أو تسخين السقف أو تسخين الحوائط.

يمكن أن تكون مضخة الحرارة على هيئة وحدة واحدة ("وحدة-مفردة")يتم تركيبها خارج المنزل، بوحدتين ("مجزأة-مفردة" أو "مجزأة") أو وحدات متعددة ("مجزأة-متعددة")، والتي يتم فيها وضع المكثف داخل الوسيط المراد تسخينه.

مضخة الهواء للتدفئة أو التبريد أو تسخين الماء

• يمكن استخدام مضخة الحرارة لتسخين ماء حمام السباحة (مضخة تسخين حمام السباحة) أو تدفئة مساحة مغلقة في الشتاء.
• يمكن أيضًا أن تقوم بتبريد البيئة الساخنة أثناء الصيف (مضخة الحرارة العكسية) عن طريق سحب الحرارة من داخل المنزل وتفريغها خارج المنزل.
• وعند تزويد مضخة الحرارة بخزان، تستطيع المضخة تسخين الماء المستخدم للأغراض المنزلية بطريقة متزامنة (مضخة الحرارة ذات الوضع المزدوج) أو الماء الساخن المجمع حصريًا (مضخة الحرارة لتسخين الماء المجمع للأغراض المنزلية).
• وعند دمج مضخة الحرارة مع غلاية، يمكن أن تعمل المضخة في وضع هجين. في هذه الحالة، يكون الغرض الرئيسي من مضخة الحرارة هو تلبية احتياجات التدفئة بينما تتولى الغلاية تسخين الماء.

طريقة العمل

تتكون مضخة الحرارة التقليدية من 5 عناصر:

1. سائل تبريد يقوم بالدوران داخل مضخة الحرارة. تتغير حالة هذا السائل في كل مكون من مكونات الجهاز من أجل نقل الطاقة المأخوذة من الطبيعة وتحويلها إلى حرارة.
2. عن طريق استعادة السعرات الحرارية الموجودة في البيئة الخارجية، يقوم المبخر والذي يسمى أيضًا "بالمبادل الحراري" بتحويل سائل التبريد إلى الحالة الغازية عن طريق التبخير.
3. الضاغط، الذي يعمل بمحرك (كهربائي أو غازي)، يزيد درجة حرارة السائل الصادر من المبخر، وزيادة ضغطه في الوقت نفسه.
4. يحول المكثف، والذي يطلق عليه أيضًا اسم "المبادل الحراري"، الطاقة الناتجة أثناء تغيير حالة السائل إلى البيئة الخارجية. تؤدي عملية التكثف إلى تحويل الغاز الصادر من الضاغط إلى سائل.
5. يقلل صمام التمدد من ضغط السائل، والذي يخرج من المكثف، وبالتالي يستطيع سائل التبريد أن يبدأ دورة جديدة.

فوائد مضخة الحرارة

تستمد مضخة الحرارة مصدر الطاقة الخاصة بها مجانًا من الطبيعة. فهي تعوض الطاقة المفقودة بطريقة مستمرة من الشمس والرياح والترسيب، ولا تنضب السعرات الحرارية المأخوذة من البيئة (الهواء أو الماء أو الأرض).

تستطيع مضخة الحرارة بمفردها تغطية الاحتياجات الثلاث الرئيسية للمنزل دون أن تتسبب في انبعاث غازات تساهم في الاحتباس الحراري.

• التدفئة في الشتاء
• التبريد في الصيف
• إنتاج الماء الساخن للأغراض المنزلية

عند دمج المضخة مع غلاية تكثيفية، توفر مضخة الحرارة الهجينة ما يصل إلى 40% من الطاقة مقارنةً بالغلاية التقليدية.

وبسبب أداء هذه الأجهزة وتشغيلها بواسطة الطاقة المتجددة، يتم تطبيق إجراءات تحفيزية فيما يخص الضرائب في بعض البلاد لتشجيع المواطنين على شرائها بأفضل الشروط.

مع الالتزام باللوائح التنظيمية الأوروبية الجديدة التي تعزز من مبيعات معدات التدفئة ذات الأداء المرتفع، تتغير معدلات أداء مضخات الحرارة: فكفاءة مضخة الحرارة التي كانت تتميز لفترة طويلة بمعدل الكفاءة المباشرة والمعروف بالاختصار COP (معامل الأداء)، أصبحت الآن تتميز بمعدل الأداء الذي يعكس مدى كفاءة مضخة الحرارة على مدار السنة. ويُعرف هذا الأمر بالاختصار SCOP (المعامل الموسمي للأداء) أو ηsh (متغير الكفاءة) لأنواع معينة من مضخات الحرارة.

وفي النهاية، يرتبط هذا المعدل للأداء الموسمي بفئات كفاءة الطاقة (+A، وA وغيرها) مما يسهل عقد المقارنات بين مضخات الحرارة وبعضها البعض لكل نوع من أنواع التقنية.

اعقد مقارنة للوصول إلى الاختيار الصحيح

من السهل جدًا الوصول إلى القرار الصحيح، فكل ما عليك عمله هو المقارنة بين المنتجات. ولكن عند عدم اعتماد أداء المنتج، يصبح هذا الأمر مستحيلاً.

عملية الاعتماد تجعل من الممكن عقد المقارنات بطريقة موضوعية وغير متحيزة.

• يتم تقييم أداء المنتج وفقًا لنفس المعايير، والتعبير عن النتائج باستخدام وحدة القياس ذاتها، بغض النظر عن البلد الذي يتم فيه تصنيع المنتجات أو تسويقها.
• يتم التحقق من أداء المنتج المعتمد بواسطة جهة اعتماد مستقلة، محايدة وغير منحازة ومؤهلة لعمل ذلك.
• المنتجات المعتمدة تتفق مع المعايير.
• سيعمل المنتج الذي تم اعتماد الأداء الخاص به وفقًا للمواصفات التي تعلنها الشركة المصنعة.

معايير الأداء المعتمدة لدينا

ذات صلة المعرفة التقنية