سخانات المياه بالمضخة الحرارية

وفي أستراليا، تشكل أجهزة HPWHs حوالي 3 في المائة من سخانات المياه المستخدمة. في وقت ملف تعريف المنتج لعام 2012، كان هناك ما يقرب من 18 علامة تجارية وحوالي 80 طرازًا منفصلاً من HPWH في السوق في أستراليا، و9 علامات تجارية و25 طرازًا في نيوزيلندا.

ما هو سخان المياه مضخة الحرارة؟

تمتص سخانات المياه ذات المضخة الحرارية الدفء من الهواء وتنقله لتسخين الماء. ومن ثم يشار إليها أيضًا باسم "المضخات الحرارية ذات مصدر الهواء". إنها تعمل بالكهرباء ولكنها أكثر كفاءة بثلاث مرات تقريبًا من سخانات المياه الكهربائية التقليدية. عند استخدامها في البيئة المناسبة فإنها توفر الطاقة وتوفر المال وتقلل من انبعاثات الغازات الدفيئة.

كيف يعمل؟

تعمل المضخة الحرارية بنفس مبدأ الثلاجة، ولكن بدلاً من ضخ الحرارة خارج الثلاجة لإبقائها باردة، فإنها تضخ الحرارة إلى الماء. يتم استخدام الكهرباء لضخ مادة التبريد من خلال النظام. يقوم المبرد بنقل الحرارة الممتصة عبر الهواء إلى الماء الموجود في الخزان.

الرسم البياني 1. عمل المضخة الحرارية

رسم تخطيطي يشرح كيفية عمل سخان الماء.

تعمل المضخات الحرارية من خلال استخدام مادة التبريد التي تتبخر عند درجات حرارة منخفضة.

هناك عدة خطوات في العملية:

يمر سائل التبريد عبر المبخر حيث يلتقط الحرارة من الهواء ويتحول إلى غاز.

يتم ضغط غاز التبريد في ضاغط كهربائي. يؤدي ضغط الغاز إلى زيادة درجة حرارته بحيث يصبح أكثر سخونة من الماء الموجود في الخزان.

يتدفق الغاز الساخن إلى مكثف، حيث يمرر حرارته إلى الماء ويتحول مرة أخرى إلى سائل.

يتدفق سائل التبريد بعد ذلك إلى صمام التمدد حيث يتم تقليل ضغطه، مما يسمح له بالتبريد والدخول إلى المبخر لتكرار الدورة.

تستخدم المضخة الحرارية الكهرباء لتشغيل الضاغط والمروحة بدلاً من ذلك، على عكس سخان المياه التقليدي المقاوم للكهرباء الذي يستخدم الكهرباء لتسخين المياه مباشرة. المضخة الحرارية قادرة على نقل كمية أكبر بكثير من الطاقة الحرارية من الهواء المحيط إلى الماء، مما يجعلها ذات كفاءة عالية. تعتمد كمية الحرارة التي يمكن نقلها من الهواء إلى الماء على درجة الحرارة المحيطة.

في حين أن درجة الحرارة الخارجية أعلى من المبرد البارد، فإن المضخة الحرارية سوف تمتص الحرارة وتنقلها إلى الماء. كلما كان الهواء الخارجي أكثر دفئًا، كان من الأسهل على المضخة الحرارية توفير الماء الساخن. مع انخفاض درجة الحرارة الخارجية، يمكن نقل كمية أقل من الحرارة، ولهذا السبب لا تعمل المضخات الحرارية بشكل جيد في الأماكن التي تكون فيها درجات الحرارة منخفضة.

لكي يسمح المبخر بامتصاص الحرارة بشكل مستمر، يجب أن يكون هناك إمداد مستمر بالهواء النقي. يتم استخدام مروحة للمساعدة في تدفق الهواء وإزالة الهواء البارد.

المضخات الحرارية متوفرة في شكلين؛ الأنظمة المتكاملة/المدمجة، والأنظمة المنقسمة.

الأنظمة المتكاملة/المدمجة: الضاغط وخزان التخزين هما وحدة واحدة.

أنظمة سبليت: الخزان والضاغط منفصلان، مثل مكيف الهواء بنظام سبليت.