لقد تحدثت سابقًا عن الطاقات المتجددة المختلفة. الطاقة الحرارية الأرضية والكتلة الحيوية وما إلى ذلك. إلا أن هناك مصادر أخرى للطاقة المتجددة ليست منتشرة على نطاق واسع، نظرا لأن استخدامها محلي إلى حد ما ولأماكن صغيرة مثل المنزل.
في هذه الحالة لنتحدث عن الحرارة الهوائية. ما هي الطاقة الحرارية الجوية وكيف تعمل والمزايا التي تقدمها لنا وأدائها.
ما هي الحرارة الهوائية؟
ذكرت أن الهواء هو نوع من الطاقة المتجددة نظرًا لأنه غير محدود عمليًا ولإنتاجه ، نحتاج فقط إلى حوالي من الكهرباء. يتعلق الأمر بالاستفادة من الطاقة الموجودة في الهواء الخارجي ، لتسخين الداخل من خلال استخدام مضخة حرارية عالية الكفاءة.
تعمل المضخة الحرارية عن طريق استخلاص الطاقة من مكان لإعطائها إلى مكان آخر. للقيام بذلك، تحتاج إلى وحدة خارجية ووحدة داخلية واحدة أو أكثر. يمكننا استخدام الطاقة التي يحتويها الهواء بشكل طبيعي بطريقة لا تنضب، حيث يتم تقديمها في شكل درجة حرارة. فإذا استخرجنا الحرارة من الهواء فإن الشمس ستكون مسؤولة عن تسخينه مرة أخرى، لذلك يمكننا القول بأنه مصدر لا ينضب.
الطاقة الموجودة في الهواء، على شكل درجة حرارة، متوفرة بطريقة لا تنضب عمليا، وتتجدد بالوسائل الطبيعية (التدفئة بالطاقة الشمسية). ولذلك، تعتبر الطاقة الحرارية الجوية الطاقة المتجددة. باستخدام هذه الطاقة، نتمكن من إنتاج الحرارة، والماء الساخن، وفي بعض الحالات، الماء البارد، مما يحقق أ توفير الطاقة يصل إلى 75%.
كيف يعمل airothermy؟
La مضخة الحرارة وهو الجهاز الرئيسي المستخدم في الأنظمة الحرارية الجوية. وهي المسؤولة عن الاستفادة من الطاقة الحرارية للهواء الخارجي، ونقلها إلى مياه نظام التدفئة أو إلى دوائر التبريد الخاصة بالعقار. يسمح هذا النظام بتوليد التدفئة كما التبريدبالإضافة إلى إنتاج الماء الساخن المنزلي (DHW).
تعتمد هذه العملية على دورة ديناميكية حرارية تستخدم أ مبرد الذي يمتص الطاقة الحرارية . تستخرج المضخة الحرارية الحرارة من الهواء، حتى في ظروف درجات الحرارة الخارجية المنخفضة للغاية، وتنقلها إلى نظام التدفئة، أو تطردها في وضع التبريد. في المناخات الأكثر دفئًا، يمكن للنظام استخلاص الحرارة الداخلية وتبديدها إلى الخارج، ويعمل كجهاز تبريد تكييف الهواء الفعال.
حتى في منتصف الشتاء، عندما تكون درجة الحرارة الخارجية منخفضة، لا يزال الهواء يحتوي على طاقة حرارية يمكن استخدامها. يمتص المبرد الموجود في المضخة الحرارية تلك الطاقة، مما يسمح له بالحفاظ على كفاءة عالية. بالعمل بهذه الطريقة، يمكن للمضخات الحرارية الهوائية تحقيق كفاءة تصل إلى 400% (COP 4)، مما يعني أنه مقابل كل كيلوواط من الكهرباء المستهلكة، ينتج النظام 4 كيلوواط من الطاقة الحرارية.
أين تستخدم الحرارة الهوائية؟
تهدف الطاقة الحرارية الجوية إلى تكييف الهواء في منازل الأسرة الواحدة والمباني الصغيرة والمباني ذات الطلب المنخفض على الطاقة. إنه مثالي للمنازل التي تبحث عن حل فعال يقلل من التأثير البيئي مع توفير فواتير الكهرباء أو الغاز.
علاوة على ذلك، من المهم الإشارة إلى أن تطبيقه لا يقتصر فقط على التدفئة والماء الساخن، حيث يمكن استخدامه أيضًا تبريد وفي الصيف يعمل مثل المكيف. اعتمادًا على النظام ومكوناته، من الممكن دمج المحاليل الحرارية الهوائية مع مكيفات الهواء الأنبوبية أو التدفئة تحت البلاطوالتي توفر الراحة الحرارية الكاملة طوال العام.
الكفاءة الحرارية الجوية ونقاط يجب مراعاتها عند تركيبها
العامل الأكثر أهمية لفهم كفاءة النظام الحراري الجوي هو COP (معامل التشغيل أو معامل الأداء)والذي يقيس نسبة الطاقة الحرارية المنتجة مقابل الطاقة الكهربائية المستهلكة. كما ذكرنا سابقًا، يمكن أن تحتوي المضخة الحرارية على COP يصل إلى 4 أو 5، مما يعني أنها تستخدم طاقة أكثر بأربعة أو خمسة أضعاف مما تستهلكه.
من المهم مراعاة ذلك المناخات شديدة البرودة يمكن أن تؤثر على الأداء الموسمي للنظام. على الرغم من أن المعدات يمكن أن تعمل حتى -20 درجة مئوية، في هذه الظروف، يمكن أن تقلل المضخة الحرارية من كفاءتها، لذلك فمن المستحسن إجراء دراسة حرارية قبل تركيبها في المناطق المذكورة.
النقاط المهمة الأخرى التي يجب وضعها في الاعتبار لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة هي:
- ارتفاع الاستثمار الأولي مقارنة بالأنظمة التقليدية، على الرغم من أن التكلفة يتم تعويضها من خلال توفير الطاقة على المدى الطويل.
- موقع الوحدة الخارجية، والتي يجب أن تكون في موقع مناسب لتقليل الضوضاء وتحسين الشكل الجمالي.
- يُنصح بالجمع بين الطاقة الحرارية الجوية وأنظمة التدفئة ذات درجات الحرارة المنخفضة، مثل التدفئة تحت الأرضية.
- احتياجات الدعم المحتملة في المناخات شديدة البرودة من خلال دمج غلايات التكثيف.
مزايا استخدام الطاقة الحرارية الهوائية
الميزة الرئيسية للطاقة الحرارية الجوية هي أنها تسمح لك بالاستفادة من الطاقة المجانية والمتجددة في الهواء، مما يوفر انخفاض كبير في استهلاك الطاقة. أدناه، نحن بالتفصيل المزايا الأكثر صلة:
- التوفير في تكاليف التشغيل: ومن خلال عدم استخدام الوقود الأحفوري، تعمل أنظمة الطاقة الحرارية الجوية على تقليل فواتير الطاقة بشكل كبير.
- صيانة منخفضة: لا تحتوي المضخات الحرارية على محارق أو غرف احتراق، مما يمنع إنتاج النفايات ويحد من الحاجة إلى الصيانة المتكررة.
- الأمن: لا يوجد خطر تسرب الوقود أو الحاجة لأنابيب الغاز أو المداخن.
- الحد الأدنى من التأثير البيئي: ومن خلال عدم توليد انبعاثات مباشرة من الغازات أو النفايات الملوثة، تساهم الطاقة الحرارية الجوية في تقليل البصمة الكربونية.
- المرونة والكفاءة في جميع الفصول: توفر الطاقة الحرارية الجوية التدفئة في الشتاء والتبريد في الصيف والماء الساخن طوال العام، كل ذلك من جهاز واحد.
يعد هذا النوع من الحلول أحد البدائل الرئيسية لإزالة الكربون من أنظمة التدفئة وتكييف الهواء في المنزل.
مرحبا جيرمان ، تهانينا على المقال. شكرًا لك على استخدام الرسم التوضيحي من صفحتنا ، وسنظل تحت تصرفك ، تحيات Toshiba Aire.
عزيزي جيرمان بورتيو ، أهنئك على صفحتك. مساهمة ممتازة.
تحياتي
صدمتني هذه الفقرة كثيرًا وأعتقد أنه لا يوجد شيء صحيح:
"أنظمة الطاقة الحرارية الهوائية مصممة لتستخدم في الأماكن الصغيرة. على الرغم من أنها تتمتع بكفاءة وأداء كبيرين ، إلا أن القيمة الحرارية لا ترقى إلى درجة حرارة المساحات الكبيرة. عادة ما يتم تصنيعها للاستخدام في منازل الأسرة الواحدة ، وبعض المباني الصغيرة جدًا ، والمباني ، وما إلى ذلك. "
من ناحية أخرى ، تستخدم جميع الأسطح التجارية الطاقة الحرارية الهوائية لتكييف الهواء. تستخدم مراكز التسوق التي تبلغ مساحتها 100.000 متر مربع الطاقة الحرارية الهوائية. ولا أعتقد أنها مساحات صغيرة! القيمة الحرارية هي ما نحتاجه عند تحديد حجم التركيب. يمكن أن تكون 3kW أو 2MW. لا أرى أين تمنع التكنولوجيا تغيير حجمها مهما كانت الاحتياجات كبيرة أو صغيرة.