مخططات وتحليلات أنظمة التدفئة بمضخات الحرارة الهوائية الكلاسيكية الأوروبية
أصل مضخات الحرارة يعود تاريخها إلى القرن التاسع عشر. بعد فترة طويلة من التطوير العملي، اكتسبت تقنيات المضخات الحرارية (مثل مضخات الحرارة المائية، والأرضية، والهوائية، وغيرها) وتطبيقاتها (التجارية الكبيرة، والمنزلية الصغيرة، وتسخين المياه، والتدفئة والتبريد، وغيرها) نضجًا كبيرًا في الخارج. وخاصةً في أوروبا، مهد المضخات الحرارية، يشهد تطويرها تقدمًا نسبيًا. لنستعرض المخططات الهندسية الكلاسيكية لأنظمة التدفئة بالمضخات الحرارية في ألمانيا والسويد، ونرى كيف تعمل هذه الأنظمة.
رسم مشروع تدفئة المضخة الحرارية في ألمانيا
تنسيق متعدد المصادر للطاقة الشمسية ومضخات الحرارة وما إلى ذلك، مع فصل مياه الاستحمام ومياه المضخة الحرارية
أبرز النقاط:
1. تكوين متعدد المصادر: هناك الطاقة الشمسية والمضخات الحرارية، وحتى المساعدة الكهربائية الاحتياطية.
2. يتم تبادل الماء المستخدم في الطاقة الشمسية والماء المستخدم في التدفئة من خلال تبادل الحرارة من الماء إلى الماء، ولا يتم خلط الماء بشكل صارم.
3. يتم أيضًا تبادل مياه الاستحمام ومياه الوسط الحراري من خلال تبادل الحرارة من الماء إلى الماء، ولا يتم خلط الماء بشكل صارم.
4. يتم تدوير الماء المتوسط للحرارة في كل موقع يوميًا بواسطة مضخة صغيرة بدلاً من استبداله بمضخة كبيرة.
5.إن إعادة تدوير مياه الاستحمام الساخنة أمر ضروري لتجنب هدر المياه.
يتضح من الرسم الهندسي وجود العديد من الصمامات والمستشعرات وخزانات التمدد، وغيرها. تجدر الإشارة إلى أن هذا مجرد نظام تدفئة منزلي عادي. يعتقد العديد من المستهلكين المحليين والتجار، وحتى مصنعي مضخات الحرارة، أنه ببساطة غير ضروري. تُركّز متطلبات تدفئة مضخات الحرارة في بلدنا على الجودة العالية والسعر المنخفض، ويتم توفير المال قدر الإمكان. وهذا يعكس بصدق صرامة الألمان.
من مخطط هندسة التدفئة بمضخة الحرارة أعلاه، يتضح أن كل أسرة ألمانية مبنية وفقًا لمعايير محطة الطاقة الحرارية. قد تكون هذه أيضًا رؤية التطوير المستقبلية لأنظمة المنازل المنزلية - محطة الطاقة المنزلية، جنبًا إلى جنب مع البيانات المنزلية الضخمة، لتحليل أماكن الحاجة للتبريد، مثل الثلاجات وموزعات المياه ومكيفات الهواء وأنظمة معالجة الهواء النقي، وإرسالها إليها؛ وأماكن الحاجة للتدفئة، مثل التدفئة والتجفيف والغسيل والاستحمام، وإرسالها إليها، مع استعادة حرارة التبريد للاستخدام الاحتياطي! لكن هذه رؤية طموحة للغاية ولا يزال أمامها طريق طويل.
رسم مشروع تدفئة المضخة الحرارية في السويد
نظام تبديل المضخة والصمام ثلاثي الاتجاهات، مياه الاستحمام ومياه التدفئة منفصلة
أبرز النقاط:
1. المضخة الحرارية هي المصدر الرئيسي للحرارة ومجهزة بمساعدة كهربائية.
2. خزان المياه العازلة هو خزان قياسي، وهناك صيغة حساب واضحة للغاية للحجم والسعة.
3. يتم استخدام صمام ثلاثي الاتجاه لتبديل الطلب على الحرارة للاستحمام والتدفئة.
4. يتم تبادل مياه الاستحمام ومياه وسط الحرارة من خلال تبادل الحرارة من ماء إلى ماء، ولا يتم خلط الماء بشكل صارم، كما هو الحال في النظام الألماني.
5.يشترك هذا الحل في مضخة مياه واحدة.
نظام مضختين، مياه استحمام منفصلة ومياه تسخين
أبرز النقاط:
1. تكوين متعدد المصادر: هناك الطاقة الشمسية والمضخات الحرارية، وحتى المساعدة الكهربائية الاحتياطية.
2. يتم تبادل الماء المستخدم في الطاقة الشمسية والماء المستخدم في التدفئة من خلال تبادل الحرارة من الماء إلى الماء، ولا يتم خلط الماء بشكل صارم.
3. يتم أيضًا تبادل مياه الاستحمام ومياه الوسط الحراري من خلال تبادل الحرارة من الماء إلى الماء، ولا يتم خلط الماء بشكل صارم.
4. يتم تدوير الماء المتوسط للحرارة في كل موقع يوميًا بواسطة مضخة صغيرة بدلاً من استبداله بمضخة كبيرة.
5. يستخدم هذا الحل مضختين لتلبية احتياجات الماء الساخن والتدفئة على التوالي.
مضخة حرارية مدمجة مع غلاية غاز مثبتة على الحائط لنظام تدفئة المبرد
أبرز النقاط:
1. المضخة الحرارية هي المصدر الرئيسي للحرارة ومجهزة أيضًا بغلاية غاز مثبتة على الحائط أو تدفئة مساعدة كهربائية.
2. يتم استخدام صمام ثلاثي الاتجاه لتبديل الطلب على الحرارة للاستحمام والتدفئة.
3. يتم تبادل مياه الاستحمام ومياه وسط الحرارة من خلال تبادل الحرارة من ماء إلى ماء، ولا يتم خلط الماء بشكل صارم، كما هو الحال في النظام الألماني.
4.يشترك هذا الحل في مضخة مياه واحدة.
5. يتم تثبيت جميع المبردات بالتوازي لتقليل مقاومة الماء.
من الممكن تلخيص نقطتين من مخططات تدفئة المضخة الحرارية المذكورة أعلاه:
1. التدفئة بمضخات الحرارة الهوائية متطورة جدًا في أوروبا، وخاصةً التدفئة باستخدام المضخات الحرارية والمشعات (المشعات) في الخارج.
2. بغض النظر عما إذا كان حل التدفئة بالمضخة الحرارية في ألمانيا أو السويد، فهناك مصادر متعددة، ويتم معالجة المياه المنزلية ومياه التدفئة بشكل منفصل دون خلط المياه.
يعتقد الكثير من الصينيين أن الماء الساخن للاستحمام يجب أن يكون أعلى، ويفضل أن يكون بين 50 و60 درجة مئوية. كيف يمكن لتبادل الحرارة بين الماء والماء أن يصل إلى هذه الدرجة العالية من الحرارة؟ في الواقع، عند استخدام الأوروبيين لتبادل الحرارة بين الماء والماء، أولًا لضمان موثوقية النظام؛ ثانيًا، التأكد من أن الماء الملامس للجسم ضروري للغاية؛ ثالثًا، طالما أن خط الأنابيب يتمتع بعزل جيد وإعادة تدوير مثالية للماء الساخن، فإن الماء الساخن للاستحمام الذي يزيد عن 45 درجة مئوية يكفي.
بالإضافة إلى ذلك، تتراوح قيمة حمل تركيب مضخة الحرارة في الخارج بين 40 و60 واط/متر مربع، وهو أمرٌ غير ممكن في الصين. والسبب الرئيسي هو ضعف عزل المباني في العديد من المناطق الصينية. ورغم رفع معايير توفير الطاقة في المباني في السنوات الأخيرة، إلا أن وضع العزل في المنازل في المناطق الريفية، والمناطق الحضرية، والمناطق الحضرية القديمة لم يتغير. وخاصةً بالنسبة لمستهلكي التدفئة في الجنوب، يُنظر إليه في ألمانيا على أنه انعدام العزل!
