20 سؤالاً حول مضخات الحرارة الهوائية، كل الإجابات التي تريدها موجودة هنا!

ما هو معيار تصميم حجم الماء في منتجات مضخات الحرارة الهوائية؟ حاليًا، يعتمد معيار الصناعة عمومًا على مراعاة أبرد الظروف الجوية ذات أعلى استهلاك للمياه. عندما لا يتجاوز استهلاك الماء الساخن الفعلي معيار التصميم، تتوقف بعض الأجهزة تلقائيًا عن العمل لتوفير الطاقة.

هل لا يزال النظام قادرًا على العمل في ظل الظروف الجوية القاسية؟

أُخذت هذه المسألة في الاعتبار أثناء مرحلة التصميم. عندما تكون درجة الحرارة أعلى من -5 درجات مئوية، وتكون ظروف إمداد المياه مطابقة للمعايير الوطنية لمياه الصنبور، يمكن للنظام العمل على مدار العام دون أي إجراءات ضغط. تُعدّ الأمطار والرياح والشمس العوامل الطبيعية الرئيسية التي تُمكّن المكونات من العمل بكفاءة. لذلك، لا تؤثر الظروف الجوية القاسية نسبيًا على التشغيل العادي للجهاز.

هل تحتاج مضخة الحرارة الهوائية إلى إعادة شحنها بالمبرد بشكل متكرر؟

لا! المكونات ذات الصلة في مضخة الحرارة الهوائية محكمة الغلق كالثلاجة، ويُستخدم لحام فضي لتوصيلات النحاس. وهذا يختلف عن بعض الأنظمة الأخرى، مثل نظام تكييف الهواء في السيارة، الذي يعتمد فقط على توصيلات الخراطيم ويتعرض للاهتزاز باستمرار.

هل هناك علاقة وثيقة بين كفاءة توفير الطاقة لمضخات الحرارة الهوائية ودرجة الحرارة المحيطة؟

تستخدم مضخات الحرارة الهوائية الهواء كمصدر للحرارة، ولا تقتصر على ضوء الشمس. ومع ذلك، ترتبط كفاءتها في توفير الطاقة ارتباطًا وثيقًا بدرجة الحرارة المحيطة. ففي البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة التي تتراوح بين 0 و-5 درجات مئوية، يبلغ معدل توفير الطاقة للمضخة الحرارية 50%؛ وفي البيئات التي تتراوح بين 15 و20 درجة مئوية، يتجاوز معدل توفير الطاقة 70%. ويبلغ متوسط ​​الكفاءة الحرارية السنوية لمضخات الحرارة الهوائية في منطقة قوانغدونغ 550%. وخلال درجات الحرارة المرتفعة في الصيف، يستهلك إنتاج طن واحد من الماء الساخن ما بين 5 و6 كيلوواط/ساعة من الكهرباء؛ وفي الشتاء البارد، يستهلك ما بين 13 و14 كيلوواط/ساعة من الكهرباء، بمتوسط ​​سنوي لا يتجاوز 10 كيلوواط/ساعة.

ما هو العمر بالسنوات؟

يبلغ عمر وحدة التبادل الحراري المقترنة 50 عامًا، بينما يبلغ عمر وحدة المضخة الحرارية 25 عامًا. لا يحتوي النظام بأكمله على وحدات خارجية، ولا يتعرض للرياح أو الشمس أو الأمطار، ولا يتطلب تنظيفًا متكررًا. كما أن عمره الافتراضي أطول بكثير من عمر الوحدات الخارجية لمضخات الحرارة الهوائية أو أنظمة التبريد بالوحدات المبردة بالماء.

ما هو المبدأ الذي تستخدمه وحدة المضخة الحرارية لامتصاص الحرارة؟

وحدة مضخة الحرارة مُجهزة بوسط امتصاص حرارة مُخصص - مُبرِّد، تكون درجة حرارته أقل من -20 درجة مئوية في حالة سائلة، وتختلف درجة حرارته عن درجة الحرارة الخارجية. لذلك، يستطيع المُبرِّد امتصاص الطاقة الحرارية الخارجية، والتبخير داخل المُبخِّر، ورفع درجة حرارته من خلال تشغيل الضاغط في وحدة مضخة الحرارة، ثم تحويل المُبرِّد من حالة التبخير إلى حالة سائلة عبر المُكثِّف. أثناء عملية التحويل، تُطلق كمية كبيرة من الحرارة وتُنقل إلى الماء الاحتياطي في خزان الماء، مما يُؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الماء وتحقيق الغرض من تسخينه. هذه هي الميزة الفريدة لهذا المنتج وسبب جاذبيته السوقية.

هل من الصعب تركيب نظام تكييف مركزي بمضخة حرارية أرضية؟

يمكن لمعظم الأنظمة تحقيق تصميم وتركيب مثاليين بسهولة، مما يعكس بشكل أفضل الآثار الحقيقية لتوفير الطاقة وحماية البيئة في مشاريع التجديد. لا يختلف الجزء النهائي لنظام تكييف الهواء المركزي بمضخة الحرارة الأرضية كثيرًا عن أنظمة التكييف المركزية التقليدية. كما يمكننا اختيار استخدام وحدات لفائف مروحة مع هواء نقي أو نظام هواء كامل، أو دمج تصميم حلقة مائية صغيرة مع نظام مضخة الحرارة الأرضية.

ما هو مقدار المساحة المطلوبة لنظام مضخة الحرارة الأرضية؟

هناك ثلاثة أنواع من وحدات المضخات الحرارية لأنظمة المضخات الحرارية الأرضية: الأول وحدة صغيرة يمكن رفعها داخل السقف دون شغل أي مساحة داخلية عندما لا تزيد سعة التبريد لوحدة واحدة عن 25 كيلوواط؛ النوع الأول هو وحدة لولبية كبيرة، بسعة تبريد وحدة واحدة تبلغ عمومًا عدة مئات من الكيلوواط أو أكثر، والتي يجب تركيبها في غرفة حاسوب مخصصة؛ وهناك نوع آخر يقع بين الاثنين، حيث يتم تركيب الوحدات عمومًا بطريقة متفرقة داخل المبنى، دون شغل مساحة مخصصة لغرفة الحاسوب، ولكنها تتطلب قدرًا معينًا من المساحة الداخلية. بشكل عام، تبلغ مساحة الأرض التي تشغلها وحدات تكييف الهواء المركزية ذات المضخات الحرارية الأرضية حوالي ثلث مساحة تكييف الهواء التقليدي.

كيف نفهم "المضخة الحرارية"؟ كم نوعًا من المضخات الحرارية؟

المضخة الشائعة هي جهاز ميكانيكي لزيادة الطاقة الكامنة. على سبيل المثال، تُستخدم مضخة الماء بشكل رئيسي لرفع مستوى الماء أو زيادة ضغطه، بينما المضخة الحرارية هي جهاز يستخرج حرارة منخفضة من الهواء أو الماء أو التربة في الطبيعة، ويُنتج حرارة عالية الجودة يمكن للناس استخدامها عبر الكهرباء. إنها جهاز تدفئة وتسخين مياه موفر للطاقة وصديق للبيئة ونظيف. تُعد تقنية المضخات الحرارية تقنية طاقة جديدة حظيت باهتمام كبير عالميًا في السنوات الأخيرة. وفقًا لمصادر الحرارة المختلفة، يمكن تقسيم المضخات الحرارية إلى مضخات حرارية هوائية، ومضخات حرارية مائية، ومضخات حرارية أرضية.

ما هي تكنولوجيا مضخة الحرارة الهوائية؟

تقنية مضخات الحرارة الهوائية هي تقنية تدفئة موفرة للطاقة وصديقة للبيئة، تعتمد على مبدأ دورة كارنو العكسية. يحصل نظام مضخات الحرارة الهوائية على مصدر حرارة منخفض الحرارة من خلال الطاقة الطبيعية (تخزين حرارة الهواء)، وبعد تجميع الحرارة بكفاءة ودمجها داخل النظام، تتحول إلى مصدر حرارة عالي الحرارة يُستخدم للتدفئة أو إمداد الماء الساخن. يتميز النظام بأكمله بكفاءة عالية جدًا في تجميع الحرارة.

ما هو تاريخ مضخات الحرارة الهوائية؟

تم اختراع تقنية المضخة الحرارية بمصدر الهواء في عام 1924 ولم يتم التعرف عليها بشكل كامل وتطبيقها من قبل البشر لفترة طويلة. ولم يتم منحها القدر الكافي من الاهتمام إلا في ستينيات القرن العشرين، بعد أزمة الطاقة العالمية. إن الاقتصاد العالمي مستمر في التطور، ومن أجل ترك الطاقة وموارد الطاقة للأجيال القادمة، يجب الاهتمام بالحفاظ على الطاقة وترشيد استخدامها. لذلك قامت الدول في جميع أنحاء العالم بزيادة جهود البحث والتطوير، وروجت لتكنولوجيا المضخات الحرارية، وتم تطبيقها على نطاق واسع في دول مثل الولايات المتحدة، وأستراليا، وسويسرا، واليابان.

ما هو مبدأ دورة كارنو العكسية؟

في عام ١٨٢٠، طوّر المهندس الفرنسي كارنو دورةً مثاليةً بين سخان ومكثف، تتكون من عمليتين متساويتي الحرارة وعمليتين أدياباتيتين، عُرفت فيما بعد بدورة كارنو. دورة كارنو العكسية هي العملية العكسية لدورة كارنو. تستخدم المضخات الحرارية مبدأ دورة كارنو العكسية لامتصاص كمية كبيرة من الطاقة الحرارية منخفضة الحرارة من الهواء مع طاقة كهربائية ضئيلة جدًا، والتي تُضغط بعد ذلك إلى طاقة حرارية عالية الحرارة لتلبية احتياجات استهلاك الطاقة العالية، مثل التدفئة وتوفير الماء الساخن للحياة اليومية.

لماذا لا تخضع مضخة الحرارة الهوائية لحدود كفاءة تحويل الطاقة البالغة 100%؟

تقنية مضخات الحرارة الهوائية هي تقنية تُحسّن جودة الطاقة. فهي ليست عملية تحويل للطاقة، لذا فهي لا تقتصر على حد كفاءة تحويل الطاقة البالغ 100%. بل تتبع مبدأ كارنو العكسي، وتُسمى نسبة الطاقة المنقولة إلى الطاقة الكهربائية المُشغّلة للمضخة الحرارية بمعامل الأداء الحراري (COP). كلما ارتفعت قيمة معامل الأداء، زادت كفاءة الطاقة.

كيفية الحصول على قيمة COP عالية؟

(1) اللاعب الرئيسي في نظام المضخة الحرارية بأكمله هو مبرد الناقل الحراري، والذي يجب أن يكون له ليس فقط خصائص المبرد، ولكن أيضًا: ① وحدة كبيرة من امتصاص الحرارة وامتصاص الحرارة وإطلاقها بسرعة ووفير؛

② يجب أن تكون درجة حرارة التبخر (نقطة درجة حرارة الانتقال بين حالتي المبرد: السائل والغاز) منخفضة (لا يزال بإمكانها امتصاص الحرارة عند -10 درجة مئوية)؛

③ مع إمكانية توليد الماء الساخن عند 65 درجة مئوية، يجب أن يكون الضغط الحرج للمبرد منخفضًا، أي أقل من ضغط حماية أنظمة المضخات الحرارية العادية (2.6 ميجا باسكال) (ضغط حماية الضاغط 2.8 ميجا باسكال). وإلا، فإن ارتفاع الضغط بشكل مفرط قد يضر بالضاغط أو يتسبب في دخوله في نظام حماية الضغط العالي، مما يمنعه من إنتاج الماء الساخن عالي الحرارة، وقد يتلف الضاغط أيضًا بسبب التشغيل طويل الأمد تحت ضغط عالٍ.

(2) المبخرات التي تتطلب مساحة تبادل حراري أكبر، كلما كانت مساحة السطح الملامسة للهواء أكبر، كلما تمكنت من نقل المزيد من الحرارة في ظل نفس الظروف، مما يؤدي إلى كفاءة طاقة أعلى مقارنة بقيم COP وتوفير طاقة أكبر.

(3) يتطلب الضاغط، المكون الرئيسي لوحدة المضخة الحرارية، مؤشرات أداء جيدة، مثل الإزاحة، وسعة التبريد، ونسبة كفاءة الطاقة، ومعدل الدوران، ويجب أن يتوافق مع النظام بأكمله وغاز التبريد المستخدم. وإلا، سيؤدي غاز التبريد إلى تآكل النحاس وإتلاف نظام المضخة الحرارية.

(4) يجب أن يكون المبرد صديقًا للبيئة.

ما هي المعايير الرئيسية للتمييز بين جودة مضخات الحرارة الهوائية؟

مؤشرات أي منتج ليست واحدة، بل متنوعة: ① المواد المستخدمة ② المظهر وقابلية التسويق ③ إدراك الأبعاد الهندسية ④ سهولة التعبئة والنقل ⑤ موثوقية التركيب ⑥ موثوقية التشغيل ⑦ الاقتصاد ⑧ عمر التشغيل ⑨ يتم تقييم المؤشرات الفنية المختلفة بناءً على مؤشرات الأداء الشاملة. تُعدّ مضخات الحرارة الهوائية سلعًا منزلية متينة كبيرة الحجم، وقد لا يتم استبدالها لأكثر من عقد من الزمان بعد شرائها. تختلف مواد وتقنيات وعمليات تصنيع مضخات الحرارة الهوائية، كما يختلف عمرها الافتراضي. يُعدّ الضاغط وطبقة العزل والبطانة الداخلية والملحقات العوامل الرئيسية التي تؤثر على عمر مضخة الحرارة.

كيف يمكن لمضخة الحرارة الهوائية تسخين الماء فوق 45 درجة مئوية عندما تكون درجة حرارة الهواء منخفضة جدًا؟

عادةً ما نعتقد أن الحرارة تتدفق دائمًا من مصادر الحرارة العالية إلى مصادر الحرارة المنخفضة، وأن درجة حرارة الهواء لا تقل عن 45 درجة مئوية، خاصةً في فصل الشتاء البارد، حيث يستحيل تسخين الماء مباشرةً بالهواء. ومع ذلك، فإن مضخة الحرارة الهوائية مزودة بجهاز خاص يمتص الحرارة المنخفضة من الهواء ويحولها إلى حرارة عالية، ويستخدم الحرارة العالية لتسخين الماء إلى 55-60 درجة مئوية، بحد أقصى 65 درجة مئوية.

ماذا لو كان مئات الأشخاص أو أكثر يستخدمونه في نفس الوقت؟

يمكن استخدام طريقة توصيل الآلات بالتوازي وإضافة خزان مياه لحل مشكلة ذروة استهلاك المياه. كلما زاد استهلاك المياه، زادت كفاءة استخدام مضخة الحرارة الهوائية ووفرتها.

هل ستقوم مضخة الحرارة الهوائية باستنزاف الماء الساخن الموجود في خزان التخزين الحراري؟

تكامل كهروميكانيكي مُتحكم به بواسطة حاسوب دقيق، تشغيل آلي بالكامل للتدفئة وإمدادات المياه وتجديدها، متاح على مدار الساعة. مضخات الحرارة الهوائية قادرة على تجديد المياه باستمرار وتوفير كمية كبيرة من الماء الساخن. مع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن هذا النظام في النهاية عبارة عن نظام تخزين مياه، وإذا تم تصريف الماء الساخن خلال فترة قصيرة، فسيلزم إعادة تسخينه خلال الوقت المحدد أصلاً.

ما هي مميزات وحدات المضخات الحرارية مقارنة بأساليب التدفئة الأخرى؟

ينعكس تسخين وحدات المضخات الحرارية بشكل أساسي في الكفاءة العالية والحفاظ على الطاقة وحماية البيئة والسلامة. لا توجد غازات قابلة للاشتعال أو الانفجار، ولا توجد مكونات دفع كهربائية، وآمنة تمامًا؛ لا توجد انبعاثات لغاز العادم أو مياه الصرف الصحي أو بقايا النفايات، وهي صديقة للبيئة تمامًا. يبلغ متوسط ​​تكلفة التشغيل السنوية لوحدات المضخات الحرارية 1/4 فقط من التدفئة الكهربائية المباشرة، و1/3 إلى 1/2 من تسخين الوقود والغاز، و1/1.5 من التدفئة التقليدية بالطاقة الشمسية. وفقًا للمتطلبات اليومية للطن الواحد من الماء الساخن المنزلي بدرجة حرارة 550 درجة مئوية، فإن متوسط ​​تكلفة تشغيل معدات الماء الساخن التقليدية لمدة عام واحد (على أساس ارتفاع درجة الحرارة بمقدار 400 درجة مئوية)

كم يكلف الاستثمار في فندق يحتوي على 300 غرفة؟

إذا أخذنا في الاعتبار استهلاك العميل للمياه فقط، فإن الاستثمار المقدر للوحدة الرئيسية يتجاوز 300,000 يوان. ومع ذلك، إذا أخذنا في الاعتبار المرافق المساندة الأخرى للفندق، مثل عزل المسبح، وتدليك الساونا، والتدفئة الشتوية للفندق أو غرف النزلاء، فيجب إضافة مبلغ بناءً على سعة التدفئة الفعلية.