أنواع مضخات الحرارة الجيو حرارية 20 كيلو واط
مضخة الحرارة الجيو حرارية 20 كيلو واط هي نظام فعال من حيث الطاقة للتدفئة والتبريد وتسخين المياه للمنازل الكبيرة أو المباني التجارية. تنقل الحرارة بين الأرض والمبنى باستخدام الكهرباء. يستخدم هذا النظام الجيوحراري درجة حرارة الأرض الثابتة نسبيًا على عمق بضعة أقدام تحت السطح لتنظيم درجات الحرارة الداخلية. هناك أكثر من طريقة لتكوين مضخة الحرارة الجيو حرارية. تتضمن الأنواع المختلفة ما يلي:
- النظم المغلقة: تنقل الحرارة من وإلى حلقة مدفونة من الأنابيب التي تمتلئ إما بالماء أو بمبرد. يقوم صمام داخلي بعكس تدفق المبرد إما لامتصاص أو إطلاق الحرارة. هذا النوع من المضخات يدير باستمرار مبردًا عبر أنابيب مدفونة أفقياً أو عمودياً في الأرض أو مغمورة تحت الماء. تتوفر في ثلاثة أشكال: أفقية، عمودية، وبركة أو بحيرة.
- النظم المفتوحة: تعمل هذه المضخات على المياه الجوفية من بئر أو جسم مائي سطحي. تستخدم الماء لامتصاص أو إزالة الحرارة ثم إرجاعها إلى البيئة. تستخدم مضخة الحرارة الجيو حرارية ذات الحلقة المفتوحة المياه الجوفية أو المياه السطحية بدلاً من نظام الحلقة المغلقة مع الأنابيب المدفونة. يتدفق الماء من بئر أو جسم مائي سطحي عبر مضخة الحرارة قبل تفريغه مرة أخرى في مجرى صرف أو مسار مائي طبيعي. تُعد إعدادات الحلقة المفتوحة أكثر بأسعار معقولة لكنها تعمل فقط في الأماكن التي توجد فيها كميات كبيرة من المياه الجوفية لضخها. تستخدم مضخات الحرارة الجيو حرارية المياه الجوفية أو المياه السطحية بدلاً من الحلقة المغلقة.
- أنظمة التبادل المباشر: تستخدم أنابيب نحاسية لنقل المبرد مباشرة إلى الأرض. تمتص هذه الحلقات أو تطلق الحرارة مع مرور المبرد من خلالها.
- النظم المنفصلة: تتكون من وحدتين متصلتين بحلقة من المبرد، إحداهما داخلية والأخرى خارجية. توزع الوحدة الداخلية الهواء المُسخن أو المُبرد في جميع أنحاء المبنى، بينما تحتوي الوحدة الخارجية على الأنابيب التي تتبادل الحرارة مع الأرض.
- وحدات متكاملة: تحتوي على جميع المكونات في وحدة ذاتية الاكتفاء مثبتة على الأرض خارج المبنى بدلاً من وجود وحدة داخلية وخارجية مثل النظم المنفصلة.
وظائف وميزات مضخة الحرارة الجيو حرارية 20 كيلو واط
تعمل مضخات الحرارة الجيو حرارية عن طريق استخدام درجات حرارة الأرض المستقرة نسبيًا لتكييف المباني وتسخين الماء. خلال فصل الشتاء، تسحب مضخة الحرارة الجيو حرارية الحرارة من الأرض وتوزعها في جميع أنحاء المبنى. في فصل الصيف، يتم عكس هذه العملية بحيث يمكن تفريغ الحرارة الزائدة تحت الأرض لتبريد الداخل مع توفير الماء الساخن بدرجات حرارة أعلى للاستخدام المنزلي أو أي شيء آخر مطلوب. تعمل كنظام حلقة مغلقة حيث يتم تحقيق ذلك من خلال حلقات أرضية مليئة بالمبردات، التي تدور داخل وخارج الآلات اعتمادًا على ما إذا كانت الظروف دافئة أو باردة تسيطر على الهواء الخارجي في أي لحظة من الزمن.
يمكن أن تؤدي هذه المضخة إلى وفورات كبيرة في تكاليف المرافق، لأنها لا تحرق الوقود مباشرة بل تتحرك الحرارة بشكل فعال باستخدام الكهرباء. تستهلك أيضًا طاقة أقل من أنظمة التدفئة التقليدية لأنها تحتوي على أجزاء متحركة أقل، لذا فإن متطلبات الصيانة ضئيلة بمرور الوقت. عند التركيب بشكل صحيح ووفقًا لاحتياجات المبنى، يمكن للمرء أن يتوقع راحة ثابتة على مدار العام مع عمر خدمة طويل مع كونها صديقة للبيئة أيضًا - كل ذلك مع تجنب أنظمة التهوية والتكييف التقليدية.
تتضمن وظائف مضخة الحرارة الجيو حرارية التي تعمل بمحرك مولد 20 كيلو واط: استخراج الحرارة من الأرض، وتسخين أو تبريد المبنى حسب درجات حرارة الهواء الخارجية، وكذلك تسخين الماء إلى درجات حرارة أعلى للاستخدام المنزلي أو غيره من الاستخدامات بينما يتم تبريد الداخل خلال فصل الصيف عن طريق تفريغ الحرارة الزائدة تحت الأرض، وهذا يتم من خلال حلقات أرضية مليئة بالمبردات التي تدور داخل وخارج الآلات. يؤدي هذا إلى وفورات كبيرة في تكاليف المرافق لأنها لا تحرق الوقود مباشرة بل تتحرك الحرارة بشكل فعال باستخدام الكهرباء. تستهلك أيضًا طاقة أقل من أنظمة التدفئة التقليدية لأن عددًا أقل من الأجزاء المتحركة يعني متطلبات صيانة ضئيلة بمرور الوقت عند التركيب بشكل صحيح ووفقًا لاحتياجات المبنى. من المتوقع راحة ثابتة على مدار العام مع عمر خدمة طويل مع كونها صديقة للبيئة أيضًا - كل ذلك مع تجنب أنظمة التهوية والتكييف التقليدية.
سيناريوهات استخدام مضخة الحرارة الجيو حرارية
يمكن استخدام مضخات الحرارة الجيو حرارية 20 كيلو واط في المباني السكنية والتجارية لأغراض التدفئة والتبريد وتسخين المياه. فيما يلي الاستخدامات الرئيسية:
- في المباني السكنية: يستخدم أصحاب المنازل في الغالب مضخة الحرارة في منازلهم. خلال المواسم الباردة، تستخرج مضخة الحرارة الحرارة من الأرض وتشعها داخل المنزل. عندما يكون الجو حارًا بالخارج، تجلب المضخة هواءًا باردًا لنظام تبريد المنزل. يمكن أيضًا استخدام النظام الجيوحراري لتسخين المياه المستخدمة في المطبخ والحمامات. عند التركيب أسفل المنزل، تجمع حلقة أفقية الحرارة من الأرض للعديد من الوظائف.
- في المباني التجارية: يستخدم أصحاب الأعمال المضخات لتسخين وتبريد المباني التجارية الكبيرة مثل مراكز التسوق والمكاتب والمدارس. تُعد مضخة 20 كيلو واط مناسبة للمباني التجارية متوسطة الحجم. يستخرج نظام حلقة الأرض الحرارة من الأرض ويوفر بيئة عمل ملائمة لموظفي وموظفات الشركة وعملائها. تُعد المضخات أيضًا أنظمة تسخين المياه للمطابخ التجارية والحمامات وأنظمة التهوية والتكييف. يمكن للشركات الاستفادة من المنح لاستخدام مصادر الطاقة المتجددة وخفض التكاليف التشغيلية من خلال تركيب مضخات الحرارة الجيو حرارية.
يمكن أيضًا استخدام مضخات الحرارة الجيو حرارية في المجالات التالية:
- أنظمة الطاقة المحلية: هي أنظمة مركزية للتدفئة والتبريد تخدم العديد من المباني داخل منطقة معينة. يمكن استخدام مضخات الحرارة الجيو حرارية لتوفير المياه الساخنة لعدد كبير من المباني المتصلة بنظام الطاقة المحلية.
- التطبيقات الصناعية: يمكن استخدام المضخات في الإعدادات الصناعية لعمليات التدفئة والمساحات واحتياجات المياه. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تسخير حرارة النفايات الصناعية ونقلها إلى نظام جيوحراري لإنتاج المزيد من المياه الساخنة.
- البيوت البلاستيكية والاستخدامات الزراعية: يمكن استخدام المضخات لتسخين البيوت البلاستيكية في المواسم الباردة لتوفير بيئة مناسبة لنمو النباتات. يمكن أيضًا استخدام مضخات الحرارة الجيو حرارية لتسخين أكوام السماد للمساعدة في تحلل المادة العضوية بشكل أسرع. وتستخدم أيضًا في أحواض السمك والأنشطة الأخرى لتربية الأسماك للحفاظ على درجات حرارة الماء المثلى التي تناسب نمو الأسماك.
كيفية اختيار مضخة الحرارة الجيو حرارية 20 كيلو واط
عند شراء مضخات الحرارة الجيو حرارية للتطبيقات التجارية والسكنية، من المهم مراعاة جوانب مختلفة ستطابق احتياجات العملاء وتضمن استدامة الأنظمة على المدى الطويل.
- توفر مصدر المياه: نظرًا لأن أنظمة الآبار أو البحيرات أكثر كفاءة، ففكر في نوع نظام الحلقة المتاح في المنطقة. إذا كان الموقع به أي مسطحات مائية، فإن خيار الحلقة المغلقة يكون أكثر كفاءة.
- الموقع: من الضروري تحليل المساحة المتاحة لتحديد نوع مضخات الحرارة الجيو حرارية المناسبة للموقع. تُعد الحلقات العمودية مثالية للمناطق التي بها مساحة محدودة، بينما تُعد الحلقات الأفقية مناسبة للمواقع الأكبر.
- المناخ: خصص بعض الوقت لتحليل المناخ المحلي، حيث تؤدي مضخات الحرارة المختلفة أداءً مختلفًا حسب أنماط الطقس وهطول الأمطار ودرجة الحرارة.
- ظروف التربة: يمكن أن تساعد تقييم ظروف التربة تحت الأرض في تحديد كفاءة مبادل الحرارة وتكاليف التركيب. يمكن أن توفر اختبارات التربة التي يتم إجراؤها رؤى حول التوصيل الحراري للأرض.
- حجم النظام: من الضروري حساب مضخة الحرارة الجيو حرارية 20 كيلو واط المناسبة التي تتناسب مع احتياجات التدفئة والتبريد للمساحة لضمان كفاءة النظام. خذ في الاعتبار عوامل مثل العزل وحجم واتجاه المبنى قبل تقدير الحجم الصحيح لمضخة الحرارة.
- التركيب: تأكد من أن مُثبت مضخة الحرارة الجيو حرارية 20 كيلو واط لديه المهارات اللازمة للعمل مع جميع المكونات الأساسية للنظام. فمعرفتهم ضرورية لضمان عمل مضخة الحرارة بشكل موثوق به وفعّالًا على المدى الطويل. افحص ما إذا كانوا يحملون أي موافقات تؤكد كفاءتهم في هذا المجال أو في التكنولوجيا.
- التكلفة: يجب مراعاة تكاليف الصيانة الأولية والمتواصلة. قيم التكلفة الإجمالية لمضخة الحرارة الجيو حرارية، بالإضافة إلى تكاليف التركيب ووفورات الطاقة المحتملة بمرور الوقت. استفسر عما إذا كانت مضخة الحرارة الجيو حرارية مؤهلة للحصول على خصومات محلية أو حوافز ضريبية.
- الضوضاء: من الضروري تحليل مستويات الضوضاء لمضخة الحرارة لضمان مستويات الراحة وهدوء المستخدمين، خاصة عند التركيب في مناطق حول مناطق حساسة مثل غرف النوم.
س & ج
س1: هل يمكن لمضخة الحرارة الجيو حرارية تسخين الماء؟
ج1: بالفعل، تُعد مضخات الحرارة الجيو حرارية قادرة على تسخين الماء. في الواقع، إنها تنتج الماء الساخن كمنتج ثانوي أثناء عملية التدفئة. يمكن استخدام هذا الماء لأغراض منزلية مثل الاستحمام والطبخ والغسيل، أو يمكن دمجه مع نظام سباكة المنزل.
س2: كم ساعة يجب أن تعمل مضخة الحرارة الجيو حرارية؟
ج2: خلال درجات الحرارة الشديدة البرودة في فصل الشتاء، قد تحتاج المضخة إلى العمل بشكل مستمر تقريبًا لمدة 24 ساعة في اليوم. في المناخات الأكثر اعتدالًا، يجب أن يعمل النظام لمدة 8 ساعات على الأقل في اليوم للحفاظ على الكفاءة. من المهم ملاحظة أن كل منزل مختلف، وسيختلف وقت تشغيل مضخة الحرارة الجيو حرارية بناءً على عوامل مثل مناخ المنزل وعزله وحجمه.
س3: ما هو عمر مضخة الحرارة الجيو حرارية؟
ج3: مع الصيانة السليمة، يمكن لمضخة الحرارة الجيو حرارية أن تدوم من 20 إلى 25 عامًا. ومع ذلك، فمن المعروف أن بعض الأنظمة تتجاوز هذا النطاق. تلك المثبتة لأغراض التدفئة تميل إلى الاستمرار لفترة أطول من تلك المُثبتة لأغراض التبريد.
