مصادر الحرارة ، المضخات الحرارية

لفهم المبدأ الرئيسي للمضخة الحرارية ، تحتاج إلى إدراك أن الحرارة هي شكل من أشكال الطاقة ، حيث تعتمد الكمية على درجة الحرارة التي تحدث في ذلك الوقت. في الهواء والتربة والماء ، وفي الهواء المستخرج من المباني ، وفي مياه الصرف الصحي من أي نوع ، توجد كمية هائلة من الحرارة لا فائدة منها ، لأن درجة الحرارة منخفضة للغاية. من جميع مصادر الحرارة هذه يمكن استخراجها ، وبتكاليف إضافية بسيطة لمضخة تسخين الطاقة عالية الجودة يمكنها تحديث حرارة النفايات إلى درجة حرارة مناسبة لتدفئة المباني.

تشمل المصادر الرئيسية للحرارة الهواء والماء والتربة. في الممارسة العملية ، يعد الهواء هو المصدر الأكثر شيوعًا للطاقة لمضخات الحرارة في أنظمة مصدر المياه والتربة التي نادراً ما يتم تطبيقها. بشكل عام ، يُعتبر الهواء والتربة والمياه الجوفية عدد مصادر الحرارة لمنشآت المضخات الحرارية الصغيرة ، بينما تعد المياه السطحية ومياه البحر والطاقة الحرارية الأرضية أكثر ملاءمة للأنظمة الكبيرة ومضخات الحرارة. كيف مصادر حرارة منخفضة تشعر بالقلق ، والمياه الجوفية والمياه السطحية والهواء والتربة وغالبا ما تستخدم.

المؤشرات الفنية والاقتصادية للمضخة الحرارية ، ترتبط ارتباطا وثيقا بخصائص مصدر الحرارة. يتميز مصدر الحرارة المثالي للمضخات الحرارية في المباني بدرجة حرارة عالية ومستقرة خلال موسم التدفئة ، وهو يتميز بخصائص حرارية مواتية وليست عدوانية أو ملوثة ، ويتطلب تكاليف استثمار وتشغيل منخفضة. ومع ذلك ، في معظم الحالات ، يعد وجود مصدر للحرارة أحد العوامل الرئيسية المحددة لاستخدامه. يقدم الجدول 4.4 مصادر الحرارة المستخدمة على نطاق واسع. الهواء المحيط والعادم ، التربة والمياه الجوفية ، هما مصدر عملي للحرارة للأنظمة الصغيرة ومضخات الحرارة ، ومياه البحر / البحيرة / النهر ، والصخور (الطاقة الحرارية الأرضية) والمياه العادمة المستخدمة في نظام المضخات الحرارية الكبيرة.

يمكن تصور عدة تكوينات لمضخة الحرارة باستخدام عدد لا ينضب من مصادر الطاقة. بعض مصادر الطاقة هذه خارج الهواء ، الحرارة المعقولة من التيار أو ماء البئر ، انتشار الحرارة الكامنة للمياه (الثلج) ، التصريف الدافئ للمياه العادمة من الصناعة ، حرارة موقد النفايات ، الحرارة ، الكهرباء. معظم مصادر الطاقة هذه ليست متاحة على نطاق واسع لعامة الناس. أربعة أنواع من أنظمة المضخات الحرارية شائعة الاستخدام في الممارسة:

حزمة واحدة مضخات الحرارة ، وذلك باستخدام كمصدر للهواء ،
انقسام النظم ، ومضخات الحرارة ، وذلك باستخدام كمصدر للهواء ،
تستخدم المضخات الحرارية ذات الحزمة الواحدة الماء من المصدر و
أنظمة سبليت ، مضخات الحرارة ، باستخدام مصدر المياه.

تحتوي المضخات الحرارية ذات الحزمة الواحدة على جميع المكونات الضرورية الموجودة في وحدة واحدة ، في حين أن المضخات الحرارية بنظام الانقسام تحتوي على المكونات الأساسية في جزأين منفصلين (أي كتلة واحدة من الهواء الطلق وكتلة واحدة في الغرفة).

..