مضخة حرارية هوائية المصدر

عودة للموسوعة

المضخة الحرارية هوائية المصدر (وتدعى اختصارًا المضخة الحرارية الهوائية «إيه إس إتش بّي») هي نظام ينقل الحرارة من خارج مبنى إلى داخله، أوبالعكس. عملًا بمبادئ التبريد الانضغاطي التبخيري، تستخدم المضخة الحرارية هوائية المصدر نظام تبريد يحتوي ضاغطًا ومكثفًا لامتصاص الحرارة في مكان وإعطائها في مكان آخر. يمكن استخدامها لتدفئة الغرف أوتبريدها، وتدعى أحيانًا «مكيفات الهواء ذات الدورة العكسية».

في استخدامات التدفئة المنزلية، تمتص المضخة الحرارية الهوائية الحرارة من الهواء الخارجي وتعطيها داخل المبنى، على شكل هواء الساخن، أوعبر المشعات المملوءة بالماء الساخن، أوالتدفئة تحت الأرضية، أوتسخين المياه المنزلية. يمكن عكس عمل النظام في الصيف لتبريد المنزل من الداخل. يمكن لأنظمة المضخات الحرارية الهوائية عند تصميمها بالمواصفات السليمة حتى توفر حل تدفئة مركزية كاملة مع تسخين للمياه حتى درجة حرارة 80 درجة مئوية.

الوصف

يمتلك الهواء عند أي درجة حرارة فوق الصفر المطلق بعضًا من الطاقة. تنقل مضخة حرارية هوائية المصدر بعضًا من هذه الطاقة على شكل حرارة من مكان إلى آخر، على سبيل المثال بين خارج وداخل مبنى. يمكن حتى يوفر هذا تدفئة أماكن (تدفئة غرف) أوتسخينًا للمياه. يمكن تصميم نظام مفرد لنقل الحرارة في جميع اتجاه على حدة، لتسخين أولتبريد المساحة الداخلية لمبنى في الشتاء والصيف على التتالي. للتبسيط، يركز الوصف التالي على التدفئة الداخلية.

آلية العمل مماثلة لوحدة تكييف هواء تستخدم لأغراض التبريد أوالتثليج: يرجع سبب اختلاف التأثير للمسقط الفيزيائي لعناصر النظام المتنوعة. تمامًا كما تسخن الأنابيب خلف الثلاجة عندما يبرد داخلها، تسخن المضخة الحرارية الهوائية الجزء الداخلي من المبنى في حين تبرد الهواء الخارجي.

المكونات الرئيسية لمضخة حرارية هوائية المصدر هي:

  • وشيعة تبادل حراري خارجية (بترة خارجية)، تستخرج الحرارة من الهواء الجوي
  • وشيعة تبادل حراري داخلية (بترة داخلية)، تنقل الحرارة إلى مجاري (دكتات) الهواء الساخن، أونظام تدفئة/تسخين داخلي مثل نظام المشعات المملوءة بالماء، أودارة تحت أرضية، أوخزان الماء الساخن.

يمكن للمضخات الحرارية الهوائية توفير تدفئة داخلية منخفضة الكلفة نسبيًا. يمكن لمضخة حرارية مرتفعة المردود توفير ما يصل إلى أربعة أضعاف الحرارة التي توفرها مدفأة تعمل على المقاومة الكهربائية عند استخدامهما نفس مقدار الطاقة الكهربائية. تتأثر الكلفة الإجمالية (كلفة العمر الكامل) لمضخة حرارية هوائية بثمن الكهرباء مقارنة بثمن الغاز (عند توافره). ينتج حرق الغاز أوالنفط انبعاثات ثنائي أكسيد الكربون بالإضافة إلى ثنائي أكسيد النتروجين، ما يمكن حتىقد يكون ضارًا بالصحة. لا تصدر المضخة الحرارية الهوائية ثنائي أكسيد الكربون ولا ثنائي أكسيد النتروجين ولا أي نوع آخر من الغازات. تستخدم مقدارًا قليلًا من الكهرباء لنقل كمية كبيرة من الحرارة: يمكن حتى تكون الكهرباء من مصادر طاقات متجددة، أويمكن توليدها من محطات طاقة تعمل على حرق الوقود الأحفوري.

يمكن لمضخة حرارية هوائية منزلية «عادية» حتى تستخرج الحرارة المفيدة حتى الوصول إلى ما يقارب 15- درجة مئوية (5 درجات فهرنهايت). تكون المضخة الحرارية أقل فعالية عند درجات حرارة خارجية أبرد: يمكن عندها إطفاؤها والاكتفاء باستخدام نظام التدفئة الثانوي في المبنى إذا كان النظام الثانوي كبيرًا بالقدر الكافي. هناك مضخات حرارية مصممة خصيصًا تستطيع استخراج الحرارة المفيدة إلى درجات أقل حتى من درجة حرارة الهواء الخارجي، لكن ذلك يحدث لقاء الاستغناء عن فدر من فعالية الأداء في وضع التبريد.

في المناخات الباردة

يمكن لمضخة حرارية هوائية المصدر مصممة خصيصًا لمناخات قارسة البرودة حتى تستخرج حرارة مفيدة من هواء جوي تصل برودته إلى 30- درجة مئوية (22- درجة فهرنهايت). من بين الشركات الصانعة شركتا ميتسوبيشي وفوجيتسو. يمكن لأحد طرازات شركة ميتسوبيشي توفير الحرارة عند درجة حرارة 35- درجة مئوية، لكن معامل الأداء ينخفض إلى 0.9، ما يعني حتى التدفئة بمقاومة الكهرباء ستكون أكثر كفاءةً عند درجة الحرارة تلك. وفقًا لمعطيات الشركة الصانعة، فإن معامل الأداء عند درجة حرارة 30- درجة مئوية هو1.1، مع حتى منشورات الشركة الصانعة تدعي بنفس الوقت حتى معامل الأداء الأدنى 1.4 وتعد بأداء مقبول حتى درجة حرارة 30- درجة مئوية. رغم حتى المضخات الحرارية هوائية المصدر أقل كفاءة من المضخات الحرارية باطنية المصدر (من باطن الأرض) عند هجريبها بشكل سليم في المناخات الباردة، فإن الكلفة الابتدائية للمضخات الحرارية هوائية المصدر قد تجعلها أفضل خيار من الناحية العملية أوالاقتصادية. وجدت دراسة أجرتها إدارة الموارد الطبيعية في كندا حتى المضخات الحرارية هوائية المصدر للمناخات الباردة تعمل بالعمل في ظروف الشتاء الكندي، بناءً على اختبارات في أوتاوا بمقاطعة أونتاريوفي أواخر ديسمبر حتى أوائل يناير عام 2013 باستخدام مضخة حرارية هوائية المصدر للمناخات الباردة تتصل مع نظام تدفئة يعمل على مجاري الهواء الساخن. (لا يقول التقرير بصريح العبارة فيما إذا كان من الأفضل استخدام مصادر تدفئة احتياطية لدرجات حرارة أقل من 30- درجة مئوية. القيمة الدنيا المسجلة في أوتاوا هي 36- درجة مئوية). توفر أنظمة المضخات الحرارية هوائية المصدر للمناخات الباردة 60% من التوفير في الطاقة (ولكن ليس في ما يخص كلفة الطاقة) بالمقارنة مع الغاز الطبيعي، وذلك عند دراسة الفعالية الطاقية ضمن المنزل فقط. أما عند أخذ الفعالية الطاقية لتوليد الكهرباء بعين الاعتبار، فإن المضخات الحرارية هوائية المصدر للمناخات الباردة تستخدم مقدارًا أكبر من الطاقة بالمقارنة مع التدفئة باستخدام الغاز الطبيعي، وذلك في مقاطعات أومناطق (ألبيرتا، نوفا سكوتيا، المناطق الشمالية الغربية)، حيث كان توليد الطاقة بحرق الفحم الأسلوب السائد لتوليد الكهرباء. (لم تكن مقادير التوفير الطاقي في ساسكاتشيوان تستحق الذكر. والمقاطعات الأخرى تستخدم الطاقة الكهرمائية و/أوالنووية بشكل أساسي). رغم المقادير المؤثرة لتوفير الطاقة مقارنةً بالغاز في المقاطعات التي لا تعتمد على الفحم بشكل رئيسي، جعل ازدياد ثمن الكهرباء مقارنةً مع الغاز الطبيعي (رجوعًا إلى الثمن للمستهلك عام 2012 في أوتاوا، أونتاريو) من الغاز الطبيعي مصدرًا أرخص للطاقة. (لم يحسب التقرير كلفة التشغيل في مقاطعة كيبك، حيث تنخفض أسعار الكهرباء، ولم يظهر أثر أسعار الكهرباء المتغيرة مع زمن الاستعمال). وجدت الدراسة حتى المضخات الحرارية هوائية المصدر للمناخات البادرة في أوتاوا تكلف أكثر بنسبة 124% للتشغيل مقارنةً بأنظمة الغاز الطبيعي. ولكن، في المناطق التي لا يتوفر فيها الغاز الطبيعي لأصحاب المنازل، يمكن تحقيق توفير كلفة طاقية يصل إلى 59% مقارنةً بالتدفئة باستخدام الوقود النفطي. لاحظ التقرير حتى ما يقارب مليون مقيم في كندا (8% من عدد السكان) ما يزالون يتدفؤون باستخدام الوقود النفطي. يظهر التقرير توفيرًا في الكلفة الطاقية مقداره 54% للمضخات الحرارية هوائية المصدر للمناخات الباردة مقارنةً بالتدفئة تحت الأرضية باستخدام المقاومة الكهربائية. بناءً على هذه المقادير من التوفير، أظهر التقرير إمكانية استرداد تكلفة استبدال أنظمة المضخات الحرارية هوائية المصدر للمناخات الباردة بأنظمة عاملة على الوقود النفطي أوبأنظمة التدفئة تحت الأرضية العاملة على المقاومة الكهربائية خلال خمس سنوات. (لم يحدد التقرير فيما لوأخذت هذه الحسابات بعين الاعتبار الاحتياج المحتمل إلى تطوير في خدمة الشبكة الكهربائية عند التحويل من الوقود النفطي. يفترض ألاقد يكون هناك حاجة إلى تطوير خدمة الشبكة الكهربائية عند الانتنطق من التدفئة باستخدام المقاومة الكهربائية). أشار التقرير إلى وجود تراوح أكبر في درجات حرارة الغرف عند استخدام المضخات الحرارية بسبب دورات منع التجمد (راحة حرارية أقل).

مراجع

  1. ^ "Heat Pumps: The Real Cost". مؤرشف من الأصل في 12 أغسطس 2015. اطلع عليه بتاريخثمانية أغسطس 2015.
  2. ^ "Air source heat pumps / Choosing a renewable technology". مؤرشف من الأصل في 20 أكتوبر 2014.
  3. ^ "Are Air Source Heat Pumps A Threat To Geothermal Heat Pump Suppliers?". فوربس. مؤرشف من الأصل في 01 سبتمبر 2018. اطلع عليه بتاريخ 15 أكتوبر 2014.
  4. ^ "Mitsubishi ZUBA Cold Climate Air Source Heat Pumps". Encore Heating and Cooling, Kanata, Ontario. مؤرشف من الأصل في 21 أكتوبر 2014. اطلع عليه بتاريخ 15 أكتوبر 2014.
  5. ^ "Zuba-Central" (PDF). Mitsubishi Electric. صفحة 5. مؤرشف من الأصل (PDF) في 31 يوليو2014. اطلع عليه بتاريخ 15 أكتوبر 2014. Zuba-Central’s COP ranges from 1.4 to 3.19
  6. ^ "Are Air Source Heat Pumps A Threat To Geothermal Heat Pump Suppliers?". Forbes. مؤرشف من الأصل في 01 سبتمبر 2018. اطلع عليه بتاريخ 15 أكتوبر 2014.
  7. "Cold Climate Air Source Heat Pumps: Results from Testing at the Canadian Centre for Housing Technology" (PDF). Natural Resources Canada (Government of Canada). مؤرشف من الأصل (PDF) في 20 أكتوبر 2014. اطلع عليه بتاريخ 15 أكتوبر 2014.
تاريخ النشر: 2020-06-01 19:32:28
التصنيفات: اقتصاديات الطاقة, تدفئة, تشييد, تصميم بيئي, تقنيات مستدامة, حفظ الطاقة, مضخات حرارية, هندسة معمارية, مقالات يتيمة منذ يناير 2020, جميع المقالات اليتيمة, جميع المقالات التي بحاجة لصيانة, بوابة طاقة متجددة/مقالات متعلقة, بوابة تقانة/مقالات متعلقة, جميع المقالات التي تستخدم شريط بوابات

مقالات أخرى من الموسوعة

سحابة الكلمات المفتاحية، مما يبحث عنه الزوار في كشاف:

آخر الأخبار حول العالم

نصيحة من جراح قلب شهير للمتعافين من فيروس كورونا

المصدر: الإمارات اليوم - الإمارات التصنيف: مجتمع
تاريخ الخبر: 2022-01-03 16:29:01
مستوى الصحة: 55% الأهمية: 55%

أستاذ جامعي يتحدى الجميع ويرفضُ تنفيذ حكم قضائي يخص خمس طالبات

المصدر: أخبارنا المغربية - المغرب التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-01-03 16:26:52
مستوى الصحة: 62% الأهمية: 81%

منير القادرى يبرز دور التصوف فى مواجهة تحديات العصر

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-01-03 16:26:50
مستوى الصحة: 57% الأهمية: 69%

تخوف من انقراض مهنهم.. مستخدمو الطرق السيارة يدعون للاحتجاج 48 ساعة

المصدر: تيل كيل عربي - المغرب التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-01-03 16:29:19
مستوى الصحة: 55% الأهمية: 57%

أيت منا يعلق على قرار انتقال المورابيط إلى الوداد

المصدر: راديو مارس - المغرب التصنيف: رياضة
تاريخ الخبر: 2022-01-03 16:27:25
مستوى الصحة: 53% الأهمية: 59%

أول صورة للرئيس البرازيلي من المستشفى

المصدر: مصراوى - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-01-03 16:31:13
مستوى الصحة: 59% الأهمية: 56%

نائب وزير الصحة بمسجد النور يحذر من زواج الأقارب والقاصرات

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-01-03 16:26:52
مستوى الصحة: 60% الأهمية: 66%

استمرار "إغلاق الحدود" يدفعُ وكالات الأسفار إلى الخروج للشارع

المصدر: تيل كيل عربي - المغرب التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-01-03 16:29:22
مستوى الصحة: 53% الأهمية: 57%

السجن يلاحق مهاجم موكب "سانشيز" في زيارته المثيرة للجدل بسبتة المحتلة

المصدر: أخبارنا المغربية - المغرب التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-01-03 16:26:48
مستوى الصحة: 60% الأهمية: 78%

تعرف على مواعيد مباريات بطولة كأس الرابطة

المصدر: اليوم السابع - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-01-03 16:30:26
مستوى الصحة: 42% الأهمية: 45%

الرئيس تبون يستقبل الممثل الشخصي لأمير دولة قطر

المصدر: جريدة النصر - الجزائر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-01-03 16:30:07
مستوى الصحة: 47% الأهمية: 61%

خمس قوى نووية عالمية تتعهد بمنع انتشار الأسلحة الذرية

المصدر: الإمارات اليوم - الإمارات التصنيف: مجتمع
تاريخ الخبر: 2022-01-03 16:28:57
مستوى الصحة: 50% الأهمية: 54%

غلق جزئى بكوبرى (2 - 6) بميدان الواحات فى الجيزة لمدة 15 يوما للصيانة

المصدر: اليوم السابع - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-01-03 16:29:57
مستوى الصحة: 34% الأهمية: 50%

القصرين: تسجيل 30 إصابة جديدة بكورونا خلال الاسبوع المنقضي

المصدر: تونس الرقمية - تونس التصنيف: مجتمع
تاريخ الخبر: 2022-01-03 16:33:25
مستوى الصحة: 51% الأهمية: 50%

وزارة الدّاخلية: إحباط 91 عمليّة تهريب قيمتها 02 مليون و 296 ألف دينارا

المصدر: تونس الرقمية - تونس التصنيف: مجتمع
تاريخ الخبر: 2022-01-03 16:33:06
مستوى الصحة: 57% الأهمية: 69%

مندوب السياحة بمدنين :”بداية عودة الروح إلى القطاع السياحي” (تصريح)

المصدر: تونس الرقمية - تونس التصنيف: مجتمع
تاريخ الخبر: 2022-01-03 16:33:19
مستوى الصحة: 49% الأهمية: 65%

دراسة دنمركية: أوميكرون يراوغ جهاز المناعة

المصدر: الإمارات اليوم - الإمارات التصنيف: مجتمع
تاريخ الخبر: 2022-01-03 16:28:59
مستوى الصحة: 52% الأهمية: 60%

تونس: غازي الشواشي يطالب بالتصدّي إلى “الانحراف الخطير بالسلطة”

المصدر: تونس الرقمية - تونس التصنيف: مجتمع
تاريخ الخبر: 2022-01-03 16:33:13
مستوى الصحة: 59% الأهمية: 67%

سفير روسيا بالقاهرة يعزي الشعب المصري في وفاة الدكتور جابر ع

المصدر: مصراوى - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-01-03 16:31:02
مستوى الصحة: 53% الأهمية: 58%

تحميل تطبيق المنصة العربية