مصدر المياه المضخة الحرارية الحرارة

الماء - مصدر الوحدات شائع في البرنامج أو الوحدات المبنية ، حيث تكون المصادر الداخلية للحرارة أو الحرارة أو الاستصلاح البارد ممكنة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام أنظمة التخزين الحراري الشمسية أو خارج أوقات الذروة. هذه المصادر لديها درجة حرارة أكثر استقرارا ، مقارنة بالهواء. إن الجمع بين التكلفة الأولية المرتفعة للأجهزة الشمسية مع مضخة الحرارة ، كقاعدة عامة ، ليس مقترحات اقتصادية جذابة سواء على أساس التكلفة الأولى أو تكلفة دورة الحياة.

درجة حرارة المياه الجوفية مستقرة بين 4BC و 10VC في العديد من المناطق. تستخدم الأنظمة المفتوحة أو المغلقة لاستخدام هذا كمصدر للحرارة. في النظم المفتوحة ، ترتفع المياه الجوفية وتبرد ثم تُحقن مرة أخرى في البئر ، أو تعود إلى سطح الماء بشكل منفصل. يجب أن يكون النظام المفتوح مصممًا بعناية لتجنب مثل هذه المشكلات
التجميد والتآكل والقاذورات. يمكن أن تكون الأنظمة المغلقة إما أنظمة تمدد مباشر ، حيث يتبخر مائع العمل في مبادل حراري تحت الأرض أو أنابيب أو في دورة محلول ملحي للنظام. نظرًا لاختلاف درجة الحرارة الداخلية الإضافية ، تميل أنظمة المحلول الملحي لمضخات الحرارة إلى أداء أقل ، لكن من السهل الحفاظ عليها. العيب الرئيسي لمضخات تسخين المياه الجوفية في تكلفة تركيب مصدر الحرارة. بالإضافة إلى ذلك ، قد يفرض القانون المحلي قيودًا كبيرة على التدخل في منسوب المياه وإمكانية تلوث التربة.

تتوافر معظم المياه الجوفية على أعماق تزيد عن 10 أمتار على مدار العام ، وتكون درجة الحرارة مرتفعة بما يكفي (مثل 10VC) لاستخدامها كمصدر لمضخات الحرارة المنخفضة الحرارة. تبقى درجة حرارته دون تغيير تقريبًا خلال العام ، وتعطي إمكانية تحقيق درجات حرارة عالية من الحرارة الموسمية (3 وأكثر). ضخ الطاقة اللازمة لضخ هذا الماء له تأثير كبير على COP (خصم 10 ٪ في ارتفاع ضخ 20 متر). من الضروري ضخ مياه المبخر مرة أخرى إلى الأرض لتجنب استنفاد طبقات المياه الجوفية.

يجب أن تكون المياه الجوفية نقية تقريبا إلى مستوى مياه الشرب لاستخدامها مباشرة في المبخر. إن الاستهلاك الكبير للمياه عالية النقاء يحد من عدد أنظمة المضخات الحرارية التي يمكن أن تستخدم هذا المصدر. كما تعد المياه السطحية مصدرًا للحرارة ، والتي يمكن استخدامها فقط لعدد محدود من التطبيقات.

قد توفر المياه الجوفية على عمق كبير (آفاق) فرصًا مثيرة للاهتمام للتدفئة المباشرة أو التدفئة باستخدام نظام مضخة الحرارة. تتطلب تكاليف الحفر والتشغيل المعنية تطبيقات واسعة النطاق لمصدر الحرارة هذا. غالبًا ما تقدم نوعية هذه المياه قيودًا شديدة على استخدامها (محتوى الملح التآكل).

تتوفر المياه الجوفية (أي المياه على عمق يصل إلى 80 م) في معظم المناطق ، ودرجة الحرارة بشكل عام ، مجموعة 5-18VC. واحدة من الصعوبات الرئيسية في هذه المصادر هي أنه في كثير من الأحيان يكون الماء يحتوي على مواد صلبة عالية الذوبان ، وإنتاج مشاكل التآكل والتآكل مع المبادلات الحرارية. علاوة على ذلك ، فإن الاستهلاك المطلوب للمنزل المكون من أسرة واحدة مرتفع ، ومن الصعب تطبيق أنظمة المياه الجوفية على نطاق واسع في المناطق المكتظة بالسكان. إن إدراج تكلفة توفير مصدر للحرارة له تأثير كبير على الجاذبية الاقتصادية لهذه الأنظمة. يبدو أن القاعدة هي أن مثل هذا النظام الاقتصادي ، إذا كانت المقترحات ومصادر الرفض متاحة ، اقتصادي قليلاً ، إذا كان متاحًا وغير مربح إذا لم يكن أي من المصادر متاحًا. بالإضافة إلى ذلك ، إذا كان من الضروري غرق البئر ، فقد تؤدي الحاجة إلى تشغيل أطقم الحفر بالتنسيق مع مقاولي التدفئة والتهوية إلى حدوث مشكلات. كما تفرض العديد من السلطات التشريعية المحلية قيودًا شديدة عندما يتعلق الأمر بالتدخل في المياه الجوفية وهذا يمكن أن يخلق صعوبات لآبار إعادة الحقن.

تعد الأنهار والبحيرات المائية السطحية ، من حيث المبدأ ، مصدرًا جيدًا جدًا للحرارة ، ولكنها تعاني من عيوب أن يتجمد المصدر في فصل الشتاء حيث تكون درجة الحرارة قريبة جدًا من 0VC (عادة 2-4BC). نتيجة لذلك ، يجب أن تكون حذراً للغاية لتجنب تجميد المبخر. حيث المياه الملوثة حراريا الصناعة أو محطات توليد الكهرباء ، فقد تحسن الوضع إلى حد ما.

يبدو أن مياه البحر مصدر كبير للحرارة في ظل ظروف معينة ، وتستخدم في المقام الأول لأنظمة المضخات الحرارية المتوسطة والكبيرة. على عمق 25 إلى 50 متر من درجة حرارة البحر ثابتة (5-8VC) ، وتشكيل الجليد ، وعادة ما لا يمثل مشكلة (نقطة التجمد 1BC-2BC). كما أنظمة التوسع المباشر وأنظمة محلول ملحي يمكن استخدامها. هذه
من المهم استخدام المبادلات والمضخات الحرارية المقاومة للتآكل وتقليل الرواسب العضوية في مياه البحر ، وخطوط الأنابيب ، والمبادلات الحرارية ، والمبخرات ، وما إلى ذلك. عندما تكون درجة الملوحة المنخفضة ، نقطة التجمد ، يمكن أن تكون مجموعة من 0VC ، وقد يكون الوضع أن تكون مماثلة لتلك بالنسبة للأنهار والبحيرات فيما يتعلق بالتجميد.

تتميز المياه العادمة والصرف الصحي بدرجات حرارة مرتفعة وثابتة نسبيا على مدار العام. أمثلة لمصادر الحرارة المحتملة في هذه الفئة مياه الصرف الصحي إلى المجاري العامة (مياه الصرف الصحي المعالجة وغير المعالجة) في نطاق درجات الحرارة 10-20VC على مدار العام ، ومياه الصرف الصناعي ، ومياه التبريد من العمليات الصناعية أو إنتاج الكهرباء والحرارة من مكثف محطات التبريد. يمكن أيضًا استخدام مياه التبريد المكثف لتوليد الكهرباء ومياه الصرف الصناعي كمصدر للحرارة. العوائق الرئيسية للاستخدام في المباني السكنية والتجارية ، بشكل عام ، المسافة إلى المستخدم ، والتوافر المتغير لتيار النفايات الحرارية. ومع ذلك ، تعتبر المياه العادمة والنفايات السائلة مصدرًا مثاليًا للحرارة لمضخات الحرارة الصناعية لتحقيق وفورات في الطاقة في هذه الصناعة.

بالإضافة إلى أنظمة المياه السطحية التي قد تكون عرضة للتجميد ، فإن أنظمة مصدر المياه ، كقاعدة عامة ، لا تعاني من انخفاض درجة حرارة تهديد المضخات الحرارية مصدر الهواء التي ترتفع درجة الحرارة المتوسطة على مدار السنة. هذا يضمن أن الفرق في درجة الحرارة بين المصدر وجهاز الاستقبال أقل ، ويؤدي إلى تحسينات كبيرة في أداء مضخة الحرارة. المبخر ، ومع ذلك ، ينبغي تنظيفها بانتظام. يمكن تقليل انتقال الحرارة في المبخر بنسبة 75٪ خلال الأشهر الخمسة تقريبًا ، إذا لم يتم الحفاظ عليه نظيفًا بشكل صحيح. كانت تكلفة التنظيف منخفضة نسبيًا للمشروعات الكبيرة ، بحيث يصبح استخدام هذا المصدر اقتصاديًا.