مزايا المضخات الحرارية العاكسة على السرعة الواحدة للإخراج الثابت

يعد اتخاذ قرار بتركيب مضخة حرارية قرارًا كبيرًا يجب على صاحب المنزل اتخاذه. إن استبدال نظام تسخين الوقود الأحفوري التقليدي مثل غلاية الغاز ببديل متجدد هو أمر يقضي الناس الكثير من الوقت في البحث عنه قبل الالتزام به.

لقد أكدت لنا هذه المعرفة والخبرة، دون أدنى شك، أن المضخة الحرارية العاكسة توفر مزايا كبيرة من حيث:

• ارتفاع كفاءة الطاقة السنوية الإجمالية
• أقل احتمالا أن يكون لديك مشاكل في الاتصال بالشبكة الكهربائية
• المتطلبات المكانية
• عمر المضخة الحرارية
• الراحة الشاملة

ولكن ما الذي يجعل المضخات الحرارية العاكسة هي المضخة الحرارية المفضلة؟ في هذه المقالة سنشرح بالتفصيل الاختلافات بينها وبين المضخات الحرارية ذات الخرج الثابت ذات الوحدتين ولماذا هي الوحدة المفضلة لدينا.

ما هو الفرق بين المضختين الحراريتين؟

يكمن الفرق بين الإخراج الثابت والمضخة الحرارية العاكسة في كيفية توصيل الطاقة اللازمة من المضخة الحرارية لتلبية متطلبات التدفئة للممتلكات.

تعمل المضخة الحرارية ذات الخرج الثابت إما عن طريق التشغيل أو الإيقاف بشكل مستمر. عند تشغيلها، تعمل المضخة الحرارية ذات الخرج الثابت بقدرة 100% لتلبية متطلبات التدفئة في العقار. وسوف يستمر في القيام بذلك حتى يتم تلبية الطلب على الحرارة، وبعد ذلك سوف يتنقل بين تشغيل وإيقاف تسخين مخزن مؤقت كبير في عملية موازنة للحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة.

ومع ذلك، تستخدم المضخة الحرارية العاكسة ضاغطًا متغير السرعة يقوم بتعديل إنتاجها بزيادة أو تقليل سرعتها لتتناسب تمامًا مع متطلبات الطلب الحراري للمبنى مع تغير درجة حرارة الهواء الخارجي.

عندما يكون الطلب منخفضًا، ستقلل المضخة الحرارية من إنتاجها، مما يحد من استخدام الكهرباء والجهد المبذول على مكونات المضخة الحرارية، مما يحد من دورات البدء.

أهمية الحجم الصحيح للمضخة الحرارية

في جوهر الأمر، يعد إخراج نظام المضخة الحرارية وكيفية توصيل سعته أمرًا أساسيًا في النقاش حول العاكس مقابل الإخراج الثابت. لفهم وتقدير فوائد الأداء التي تقدمها المضخة الحرارية العاكسة، من المهم فهم كيفية حجم المضخة الحرارية.

لتحديد حجم المضخة الحرارية اللازمة، يقوم مصممو نظام المضخات الحرارية بحساب مقدار الحرارة التي يفقدها العقار ومقدار الطاقة المطلوبة من المضخة الحرارية لاستبدال هذه الحرارة المفقودة من خلال النسيج أو فقدان التهوية في المبنى. باستخدام القياسات المأخوذة من العقار، يمكن للمهندسين تحديد الطلب الحراري للعقار عند درجات حرارة خارجية تبلغ -3^ياج. يتم حساب هذه القيمة بالكيلووات، وهذا الحساب هو الذي يحدد حجم المضخة الحرارية.

على سبيل المثال، إذا حددت الحسابات أن الطلب على الحرارة هو 15 كيلو وات، فإن المضخة الحرارية التي تنتج أقصى إنتاج يبلغ 15 كيلو وات ضرورية لتوفير التدفئة والماء الساخن للعقار على مدار العام، بناءً على درجات حرارة الغرفة الحالية التي يتطلبها BS EN 12831 و درجة الحرارة الدنيا المتوقعة للمنطقة -3^ياج.

يعد حجم المضخة الحرارية مهمًا بالنسبة للعاكسات مقابل المضخة الحرارية ذات الخرج الثابت لأنه عند تركيب وحدة إخراج ثابتة، سيتم تشغيلها بأقصى طاقتها عند تشغيلها، بغض النظر عن درجة الحرارة الخارجية. يعد هذا استخدامًا غير فعال للطاقة لأن 15 كيلووات عند -3^ياقد يحتاج C إلى 10 كيلو واط فقط عند 2^ياج. سيكون هناك المزيد من دورات البدء والتوقف.

ومع ذلك، تقوم وحدة محرك العاكس بتعديل إنتاجها عبر نطاق يتراوح بين 30% و100% من سعتها القصوى. إذا حدد فقدان الحرارة للممتلكات أن هناك حاجة إلى مضخة حرارية بقدرة 15 كيلو واط، يتم تركيب مضخة حرارية عاكسة تتراوح من 5 كيلو واط إلى 15 كيلو واط. وهذا يعني أنه عندما يكون الطلب على الحرارة من العقار في أدنى مستوياته، ستعمل المضخة الحرارية بنسبة 30% من قدرتها القصوى (5 كيلو واط) بدلاً من 15 كيلو واط المستخدمة بواسطة وحدة إخراج ثابتة.

توفر الوحدات التي تعمل بالعاكس كفاءة أكبر بكثير

عند مقارنتها بأنظمة التدفئة التقليدية التي تعمل بحرق الوقود الأحفوري، توفر كل من المضخات الحرارية ذات الإنتاج الثابت والمضخات الحرارية العاكسة مستويات أعلى بكثير من كفاءة استخدام الطاقة.

سيوفر نظام المضخة الحرارية المصمم جيدًا معامل أداء (CoP) يتراوح بين 3 و5 (يعتمد على ما إذا كان ASHP أو GSHP). لكل 1 كيلو واط من الطاقة الكهربائية المستخدمة لتشغيل المضخة الحرارية، فإنها ستعيد 3-5 كيلو واط من الطاقة الحرارية. في حين أن غلاية الغاز الطبيعي ستوفر متوسط ​​كفاءة يبلغ حوالي 90 – 95%. ستوفر المضخة الحرارية كفاءة أكبر بنسبة 300% تقريبًا من حرق الوقود الأحفوري من أجل الحرارة.

للحصول على أقصى قدر من الكفاءة من المضخة الحرارية، يُنصح أصحاب المنازل بترك المضخة الحرارية تعمل بشكل مستمر في الخلفية. سيؤدي ترك المضخة الحرارية قيد التشغيل إلى الحفاظ على درجة حرارة ثابتة ومستمرة في العقار، مما يقلل من الطلب على التدفئة "الذروة" وهذا يناسب وحدات العاكس.

ستقوم المضخة الحرارية العاكسة بتعديل إنتاجها بشكل مستمر في الخلفية لتوفير درجة حرارة ثابتة. يتفاعل مع التغيرات في الطلب على الحرارة للتأكد من إبقاء التقلب في درجة الحرارة عند الحد الأدنى. في حين أن المضخة الحرارية ذات الخرج الثابت سوف تدور بشكل مستمر بين السعة القصوى والصفر، مما يؤدي إلى إيجاد التوازن الصحيح لتوفير درجة الحرارة اللازمة للدوران في كثير من الأحيان.

تآكل أقل مع وحدة العاكس

مع وحدة الإخراج الثابتة، فإن الدوران بين التشغيل والإيقاف والتشغيل بأقصى سعة لا يضع وحدة المضخة الحرارية تحت الضغط فحسب، بل يضع أيضًا شبكة الإمداد الكهربائي. خلق الزيادات في كل دورة البداية. يمكن تقليل ذلك باستخدام عمليات التشغيل الناعمة ولكنها عرضة للفشل بعد بضع سنوات فقط من التشغيل.

أثناء تشغيل المضخة الحرارية ذات الخرج الثابت، سوف تسحب المضخة الحرارية زيادة في التيار لبدء تشغيلها. وهذا يضع مصدر الطاقة تحت الضغط وكذلك الأجزاء الميكانيكية للمضخة الحرارية - وتتم عملية تشغيل / إيقاف تشغيل الدراجات عدة مرات في اليوم من أجل تلبية متطلبات فقدان الحرارة للممتلكات.

من ناحية أخرى، تستخدم وحدة العاكس ضواغط DC بدون فرش والتي ليس لها ارتفاع حقيقي في البداية أثناء دورة البدء. تبدأ المضخة الحرارية بتيار بدء تشغيل صفر أمبير وتستمر في البناء حتى تصل إلى السعة اللازمة لتلبية متطلبات المبنى. وهذا يضع كلاً من وحدة المضخة الحرارية ومصدر الإمداد الكهربائي تحت ضغط أقل بينما يكون التحكم أسهل وأكثر سلاسة من وحدة التشغيل/الإيقاف. في كثير من الأحيان، عندما تكون وحدات التشغيل/الإيقاف المتعددة متصلة بالشبكة، يمكن أن يتسبب ذلك في حدوث مشكلات وقد يرفض مزود الشبكة الاتصال بدون ترقيات الشبكة.

توفير المال والمساحة

أحد الجوانب الجذابة الأخرى لتركيب وحدة تعمل بالعاكس هو المتطلبات المالية والمكانية التي يمكن توفيرها عن طريق التخلص من الحاجة إلى تركيب خزان عازل أو يمكن أن يكون أصغر بكثير إذا تم استخدام التحكم الكامل في المنطقة للتدفئة تحت الأرضية.

عند تركيب وحدة إخراج ثابتة في عقار ما، يجب ترك مساحة لتركيب خزان عازل بجانبها، حوالي 15 لترًا لكل 1 كيلو وات من سعة المضخة الحرارية. الغرض من الخزان العازل هو تخزين المياه المسخنة مسبقًا في النظام والتي تكون جاهزة للتدوير حول نظام التدفئة المركزية عند الطلب، مما يحد من دورات التشغيل/الإيقاف.

على سبيل المثال، لنفترض أن لديك غرفة احتياطية في منزلك نادرًا ما تستخدمها والتي تم ضبط درجة حرارتها على درجة حرارة أقل من الغرف الأخرى في المنزل. لكنك الآن تريد استخدام تلك الغرفة وتقرر رفع مستوى منظم الحرارة. يمكنك ضبط درجة الحرارة ولكن الآن يجب على نظام التدفئة تلبية الطلب الجديد على الحرارة لتلك الغرفة.

نحن نعلم أن المضخة الحرارية ذات الإنتاج الثابت لا يمكن تشغيلها إلا بأقصى طاقتها، لذلك ستبدأ العمل بأقصى طاقتها لتلبية ما يمثل في الواقع جزءًا صغيرًا من الحد الأقصى للطلب على الحرارة - مما يؤدي إلى إهدار الكثير من الطاقة الكهربائية. لتجاوز ذلك، سيرسل الخزان العازل الماء المسخن مسبقًا إلى المشعاعات أو التدفئة تحت الأرضية للغرفة الاحتياطية لتدفئته، ويستخدم أقصى إنتاج للمضخة الحرارية لإعادة تسخين الخزان العازل ومن المحتمل ارتفاع درجة حرارة المخزن المؤقت الخزان في هذه العملية جاهز للاستخدام في المرة القادمة التي يتم استدعاؤه فيها.

مع تركيب وحدة تعمل بالعاكس، ستقوم المضخة الحرارية بضبط نفسها على خرج أقل في الخلفية وسوف تتعرف على التغير في الطلب وتضبط إنتاجها وفقًا للتغير المنخفض في درجة حرارة الماء. تتيح هذه الإمكانية لأصحاب العقارات توفير المال والمساحة اللازمة لتركيب خزان عازل كبير.