المشاهدات: 0 المؤلف: محرر الموقع النشر الوقت: 2025-07-05 الأصل: موقع
أصبحت مضخات الحرارة حجر الزاوية في أنظمة التدفئة والتبريد الموفرة للطاقة. ولكن كيف يتحرك بالضبط الحرارة من مكان إلى آخر - خاصة في الطقس البارد؟ تكمن الإجابة في علم الديناميكا الحرارية والاستخدام الذكي لدورات التبريد. تشرح هذه المقالة كيف تنقل مضخات الحرارة حرارة ولماذا تكون فعالة ومستدامة للغاية.
المضخة الحرارية عبارة عن جهاز ينقل الطاقة الحرارية من مكان (المصدر) إلى آخر (بالوعة) ، عادة من الهواء أو الماء أو الأرض إلى مبنى. على عكس أنظمة التدفئة التقليدية التي تولد الحرارة عن طريق حرق الوقود أو باستخدام المقاومة الكهربائية ، فإن مضخات الحرارة تنقل الحرارة الموجودة ، مما يجعلها أكثر كفاءة في الطاقة.
تتدفق الحرارة دائمًا بشكل طبيعي من المناطق الأكثر دفئًا إلى أكثر برودة . تستخدم المضخة الحرارية طاقة ميكانيكية لعكس هذا التدفق ، حيث تنقل الحرارة من الهواء الخارجي البارد إلى مساحة داخلية أكثر دفئًا . تخضع هذه العملية للقانون الثاني للديناميكا الحرارية وتجعلها ممكنة من خلال دورة التبريد.
دورة التبريد هي العملية الأساسية التي تتيح نقل الحرارة. أنه يتضمن أربعة مكونات رئيسية:
تقع على جانب مصدر الحرارة (على سبيل المثال ، في الهواء الطلق).
يمتص المبرد المنخفض الضغط الحرارة ويتبخر في الغاز.
يضغط غاز المبرد ، وزيادة درجة الحرارة والضغط.
هذا يجعل المبرد ساخنًا بما يكفي لإطلاق الحرارة في الداخل.
تقع على الجانب الداخلي.
الغاز عالي الضغط الحرارة يطلق إلى الهواء الداخلي أو الماء ويتكثف مرة أخرى إلى سائل.
يقلل من ضغط المبرد السائل.
يعدها لامتصاص الحرارة مرة أخرى في المبخر.
تتكرر هذه الدورة بشكل مستمر ، وتتحرك بكفاءة من الخارج إلى الداخل - حتى عندما تكون درجات الحرارة الخارجية منخفضة.
يتم قياس كفاءة مضخات الحرارة بمعامل الأداء (COP) . شرطي من 3 ، على سبيل المثال ، يعني أن النظام يوفر 3 وحدات من الحرارة لكل وحدة واحدة من الكهرباء المستخدمة.
لا خسائر الاحتراق (على عكس غلايات الغاز).
تكاثر الطاقة من خلال نقل الحرارة.
تقنية العاكس التي تعدل الإخراج على أساس الطلب.
يمكن لمضخات حرارة الهواء إلى الماء الحديثة تحقيق قيم شرطي من 3.5 إلى 5.0 ، اعتمادًا على الظروف.
نعم. بفضل المبردات المتقدمة والضواغط التي يحركها العاكس ، يمكن أن تعمل مضخات الحرارة اليوم بشكل فعال في درجات حرارة منخفضة تصل إلى -20 درجة مئوية (-4 درجة فهرنهايت) . المبردات المستخدمة لها نقاط غليان منخفضة للغاية ، مما يسمح لهم بامتصاص الحرارة حتى من الهواء البارد.
يمكن لمضخات الحرارة عكس دورة التبريد باستخدام صمام عكسي ، مما يسمح لها بتوفير التبريد في الصيف والتدفئة في فصل الشتاء . هذه القدرة المزدوجة الوظيفة تجعلها حل HVAC مثالي على مدار السنة.
دعنا نقول أن المضخة الحرارية تستخدم 1 كيلو واط ساعة من الكهرباء. مع شرطي من 4 ، يمكن أن يوفر 4 كيلو وات ساعة من الطاقة الحرارية ، وتوفير طاقة كبيرة وتقليل الانبعاثات مقارنة بالتدفئة الكهربائية أو القائمة على الوقود الأحفوري.
تتدفق الحرارة بشكل طبيعي من الساخنة إلى الباردة.
مضخات الحرارة عكس هذا باستخدام دورة التبريد.
يمتص المبرد الحرارة (التبخر) ، ويضغط لرفع درجة الحرارة ، وإطلاق الحرارة (التكثيف) ، والدورات مرة أخرى.
يتم تحقيق الكفاءة عن طريق نقل الحرارة وليس توليدها.
