مضخات الحرارة: نقوم بتدفئة أنفسنا في البرد
ما الأسباب التي تمنعنا من استخدام الحرارة المهدرة لتدفئة المنازل؟ باستخدام مثال المضخات الحرارية ، المنتشرة في العالم ، يتم النظر في الصعوبات التي تواجه تنفيذها في بلدان رابطة الدول المستقلة.
للتأكد من أن المضخات الحرارية موجودة وتعمل بكفاءة ، ليس عليك الذهاب بعيدًا. يكفي زيارة المطبخ وإلقاء نظرة على الثلاجة. تسود درجات الحرارة دون الصفر في الداخل ، وتشير شواية التبادل الحراري الساخنة على الجزء الخلفي إلى الاستخراج الناجح للحرارة من منتجاتك.
غالبًا ما يشار إلى مضخات الحرارة بالثلاجات العكسية. هذا التشبيه ليس دقيقًا تمامًا. المبادئ الفيزيائية لتشغيل الثلاجة والمضخة الحرارية متطابقة ، وهما يختلفان فقط في التصميم والغرض: تستخرج الثلاجة الحرارة من حجم مغلق ، "ترميها" في البيئة. على العكس من ذلك ، تستخرج المضخة الحرارية حرارة منخفضة الحرارة من البيئة الخارجية المفتوحة ، مما يمنحها في النهاية إلى الحجم المغلق للغرفة.
تم إثبات مبادئ تشغيل المحركات الحرارية بالفعل في النصف الأول من القرن التاسع عشر ، لكن الثلاجات كانت أكثر حظًا: تبين أن الحاجة إلى تخزين الطعام كانت مشكلة أكثر إلحاحًا من تدفئة المنازل ، خاصة أنه لم تكن هناك مشاكل مع الوقود في تلك الأيام للتدفئة.
لأول مرة ، نشأ الاهتمام بالمضخات الحرارية في أوروبا ما بعد الحرب ، عندما أجبر الخراب ونقص الضروريات الأساسية على البحث عن طرق غير قياسية لتدفئة المنازل. لكن أقوى دافع لتحسين المضخات الحرارية كان أزمة الطاقة في السبعينيات. جعلت الزيادة الحادة في أسعار موارد الطاقة من المربح اقتصاديًا استخدام ناقلات الحرارة المنخفضة الحرارة: المياه في الخزانات ، الحرارة الجوفية ، مياه الصرف الصحي الساخنة من المدن.
بحلول ذلك الوقت ، كانت الصناعة قد طورت بالفعل وأنتجت أنظمة موثوقة وصديقة للبيئة لتطبيقات مختلفة: من الطاقة المنخفضة للمنازل الفردية إلى أنظمة التدفئة القوية لمجمعات البناء.
المضخات الحرارية التي تعمل بمجموعة متنوعة من الوسائط (الهواء والماء والتربة) مع أنظمة التحكم والتحكم الآلي في المضخات متوفرة الآن في السوق. لكن أحدث التقنيات لن تعطي النتائج المرجوة في حالة حدوث أخطاء عند اختيار قوة المضخة الحرارية أو عند تركيب نظام التدفئة.
للقيام بذلك ، من الضروري توجيه نفسك في العديد من الخصائص الرئيسية التي تحدد التشغيل الفعال لمضخة الحرارة. أهمها "معامل التسخين" ، أي نسبة كمية الطاقة الحرارية المتولدة إلى الطاقة الكهربائية المستهلكة. بالنسبة للأنظمة الحديثة ، يتراوح من 3.5 إلى 4.
وهنا تبدأ الفروق الدقيقة.تشير الشركة المصنعة إلى هذه القيمة لأفضل وضع تشغيل للمضخة الحرارية ، أي لحد أدنى من فرق درجة الحرارة بين وسط التسخين الخارجي ودائرة التسخين. على سبيل المثال ، عند درجة حرارة خارجية تبلغ 10 درجات مئوية (تربة على عمق 150 مترًا) ودرجة حرارة دائرة التسخين 40 درجة (أرضية دافئة) ، سيكون المعامل بالفعل حوالي 4. لكن بالفعل عند 60 درجة. تنخفض إلى 2 ، وعند 80 درجة تساوي 1. V في هذه الحالة يكون استخدام السخانات أو الغلايات الكهربائية التقليدية أسهل وأرخص.
المشكلة الرئيسية الثانية هي حساب المجمع (دائرة استخلاص الحرارة) للمضخة الحرارية ، اعتمادًا على تكوين التربة ، يختلف استخراج الحرارة من 10 وات / م لأنابيب الرمل إلى 35 وات / م للتربة الطينية الرطبة. هذا في حالة الوضع الأفقي للمجمع. بالنسبة للخزان العمودي ، من الضروري معرفة التركيب الجيولوجي للطبقات ، حيث من الضروري حفر إما بئر عميق (أكثر من 100 متر) أو نظام من الآبار بعمق عشرات الأمتار.
ومن هنا الاستنتاج: من المستحيل ببساطة الاستغناء عن مشاركة منظمة أو شركة متخصصة ستجري دراسة وتضع مشروعًا وتحدد تركيبة نظام التدفئة. لا يتطلب المجمع الأفقي حفرًا ، لكن وضع مئات الأمتار من الأنابيب يتطلب حفر نفس عدد الخنادق حتى عمق 2.5 متر ، لذلك ستبدو منطقتك التي يتم صيانتها جيدًا كموقع قنبلة عند الانتهاء من المهمة.
يتطلب تركيب الخزان العمودي الحفر لعمق يزيد عن 10 أمتار ، وهذا بالإضافة إلى أعمال البحث والتصميم يرتبط بالحصول على تصاريح من مختلف المنظمات.اليوم باطن الأرض ملك للدولة ، ويمكن أن تصبح في مواجهة المسؤولين عقبة أكثر خطورة من أسعار المعدات والعمل على إدخال المضخات الحرارية.
أخيرًا ، تقدير تكلفة المضخة الحرارية أثناء التشغيل. بالنسبة للفيلا التي تبلغ مساحتها 200 متر مربع التدفئة ، ستحتاج إلى مضخة حرارية بسعة حوالي 18 كيلو وات ساعة من الطاقة الحرارية. يبلغ طول أنابيب التجميع حوالي 400 متر مع معدل إزالة حرارة متفائل يبلغ 50 واط / م. المعدات بهذه السعة من الشركات الألمانية الرائدة تكلف ما يقرب من 6000-7000 يورو ، حسب التكوين. أعمال الحفر أو الحفر - في حدود 3000 يورو. أضف المشروع والموافقات واحصل على مبلغ 10000. هذا معيار للحكم على ما إذا كان من المفيد للمقيم العادي تركيب مضخة حرارية اليوم ومتى ستؤتي ثمارها.
بالنسبة للمؤسسات والشركات التي تبني مباني جديدة ، أصبح من الممكن الآن توفير التدفئة بمضخات الحرارة. يمكن استرداد هذه التكاليف ، على خلفية الزيادة المستمرة في تعريفات الطاقة ، في 3-5 سنوات. ولكن بالنسبة للسكان الذين حددت لهم الدولة تعريفات تفضيلية أو تكاليف طاقة مدعومة ، فإن استخدام المضخات الحرارية لن يكون مربحًا لفترة طويلة.