كيف تعمل مضخة تسخين الماء المالح/الماء

مثل جميع المضخات الحرارية الأخرى، تعمل المضخة الحرارية للمحلول الملحي/الماء على نفس المبدأ: أولاً، يتم استخراج الطاقة الحرارية من الأرض ثم نقلها إلى مادة التبريد. يتبخر هذا ويتم ضغطه أيضًا باستخدام ضاغط. وهذا لا يزيد من ضغطه فحسب، بل يزيد من درجة حرارته أيضًا. يتم امتصاص الحرارة الناتجة بواسطة مبادل حراري (مكثف) وتمريرها إلى نظام التدفئة. يمكنك التعرف بالتفصيل على كيفية عمل هذه العملية في المقالة كيف تعمل مضخة تسخين الماء المالح/الماء.

من حيث المبدأ، يمكن استخلاص الحرارة الأرضية عن طريق مضخة حرارية مصدرها الأرض بطريقتين: إما عن طريق مجمعات الطاقة الحرارية الأرضية الموضوعة بالقرب من السطح أو عن طريق مجسات الطاقة الحرارية الأرضية التي تخترق الأرض لعمق يصل إلى 100 متر. سننظر في كلا الإصدارين في الأقسام التالية.

يتم وضع مجمعات الطاقة الحرارية الأرضية تحت الأرض

لاستخراج الحرارة الأرضية، يتم وضع نظام الأنابيب أفقيًا وعلى شكل أفعواني أسفل خط الصقيع. يبلغ العمق حوالي متر إلى مترين تحت سطح العشب أو التربة. يدور محلول ملحي مصنوع من سائل مقاوم للصقيع في نظام الأنابيب، والذي يمتص الطاقة الحرارية وينقلها إلى المبادل الحراري. يعتمد حجم منطقة المجمع المطلوبة، من بين أمور أخرى، على الطلب الحراري للمبنى المعني. من الناحية العملية، تبلغ المساحة التي تحتاج إلى تسخين 1.5 إلى 2 مرة. تمتص مجمعات الطاقة الحرارية الأرضية الطاقة الحرارية من بالقرب من السطح. يتم توفير الطاقة عن طريق الإشعاع الشمسي ومياه الأمطار. وبالتالي، تلعب حالة الأرض دورًا حاسمًا في إنتاجية الطاقة لهواة التجميع. من المهم ألا تكون المنطقة الموجودة فوق نظام الأنابيب مسفلتة أو مبنية عليها. يمكنك قراءة المزيد حول ما يجب مراعاته عند وضع مجمعات الطاقة الحرارية الأرضية في المقالة مجمعات الطاقة الحرارية الأرضية لمضخات تسخين المياه المالحة/المياه.

تستخرج مجسات الطاقة الحرارية الأرضية الحرارة من الطبقات العميقة للأرض

البديل لمجمعات الطاقة الحرارية الأرضية هو المجسات. وبمساعدة الآبار، يتم غرس مجسات الطاقة الحرارية الأرضية عموديًا أو بزاوية في الأرض. كما يتدفق من خلاله وسط ملحي يمتص الحرارة الحرارية الأرضية على عمق 40 إلى 100 متر ويمررها إلى مبادل حراري. ومن عمق حوالي عشرة أمتار، تظل درجة الحرارة ثابتة طوال العام، لذلك تعمل مجسات الطاقة الحرارية الأرضية بكفاءة حتى في درجات الحرارة الخارجية المنخفضة جدًا. كما أنها تتطلب مساحة صغيرة بالمقارنة مع مجمعات الطاقة الحرارية الأرضية، ويمكن استخدامها أيضًا للتبريد في فصل الصيف. يعتمد عمق البئر أيضًا على الطلب الحراري والتوصيل الحراري للأرض. ونظرًا لاختراق العديد من الطبقات الحاملة للمياه الجوفية في البئر التي يصل عمقها إلى 100 متر، يجب دائمًا الحصول على تصاريح لحفر الآبار.