مضخة الحرارة الديناميكية الحرارية

مبدأ الديناميكا الحرارية للمضخة الحرارية

المضخة الحرارية هي آلة تنقل الحرارة من مكان إلى آخر. يعمل كمكيف هواء أو فرن. تتضمن عملية هذه الآلة نقل الهواء من الخارج إلى الداخل دون استخدام الكثير من الطاقة. إنها قادرة على إنتاج الهواء الساخن والبارد حسب درجة الحرارة المطلوبة. في الأيام الحارة، تسحب المضخة الحرارية الهواء البارد من الخارج وتكون قادرة على تبريد الهواء داخل المنازل أو السيارات. عندما يكون الجو باردًا، فإنه قادر على فعل الشيء نفسه ولكنه يسحب الحرارة من الهواء الخارجي إلى البيئات الدافئة.

يجمع النظام الشمسي الديناميكي الحراري بين تقنيتين غير مكتملتين، المضخة الحرارية والمجمع الحراري الشمسي.

تعتبر المضخات الحرارية معدات فعالة للغاية ولكن الحرارة التي تنتجها من مكوناتها المتجددة تختلف فقط وفقًا للتغيرات في درجة حرارة البيئة. تعد مجمعات الطاقة الشمسية الحرارية أفضل مصدر للحرارة في الأيام الحارة والمشمسة ولكنها غير فعالة على الإطلاق في حالة عدم وجود شمس. تمكنت تقنية الطاقة الشمسية الديناميكية الحرارية من تجاوز القيود المفروضة على كل من تقنيات المضخات الحرارية ومجمعات الطاقة الشمسية.

من خلال سائل التبريد (R134a أو R407c) الذي يغطي دائرة مغلقة، يدخل السائل إلى اللوحة الشمسية ويتعرض لتأثير الشمس والمطر والرياح ودرجة حرارة البيئة والعوامل المناخية الأخرى. خلال هذه العملية، يكتسب السائل الحرارة بطريقة أكثر ملاءمة من المضخة الحرارية. بعد هذه المرحلة، يتم نقل الحرارة إلى المبادل بمساعدة ضاغط صغير، والذي يقوم بتسخين الماء. يعمل النظام حتى في حالة عدم وجود شمس، بل ويعمل أيضًا في الليل، حيث يوفر الماء الساخن بدرجة حرارة 55 درجة مئوية، ليلاً ونهارًا، أو بردًا أو أمطارًا أو رياحًا أو أشعة الشمس، على عكس النظام الحراري الشمسي التقليدي.

إن استهلاك الطاقة للنظام هو في الأساس نفس استهلاك ضاغط الثلاجة الذي يجعل السائل يدور. لا توجد فتحات تهوية تساعد على عملية التبخر، أو دورات تذويب، مما يعني استهلاك طاقة غير ضروري، على عكس ما يحدث مع المضخات الحرارية.