في المقالات السابقة تحدثنا عنها التدفئة الجوفية. في ذلك تحدثنا عن أحد المكونات الضرورية لاستخدام هذا النوع من التدفئة كان مضخة الحرارة الجوفية. تشغيلها مشابه لمضخة الحرارة الشائعة. ومع ذلك ، فإن الطاقة الحرارية التي تستخدمها تستخرج من الأرض.
هل تريد أن تعرف بعمق كيفية عمل وخصائص المضخة الحرارية الجوفية؟ يمكن أن تكون هذه المعلومات مفيدة للغاية إذا كنت تنوي تركيب التدفئة في منزلك 🙂
المضخة الحرارية الجوفية
لتحديث المفاهيم قليلاً والعمل على بقية المقالة جيدًا ، سنراجع تعريف التدفئة الحرارية الأرضية. إنه نظام تدفئة نستخدم فيه الماء الساخن لتدفئة الجزء الداخلي من المبنى. تأتي هذه الحرارة من الصخور أو المياه الجوفية وهي قادرة على تشغيل مولد كهربائي. إنه مفهوم ، لذلك ، في مجال الطاقة الحرارية الأرضية.
يمكن أن تعمل المضخة الحرارية الجوفية في أي مكان. لقد انتشر هذا الاستخدام في جميع أنحاء المجتمع ، إلى هذا المستوى يتزايد بنسبة 20٪ سنويا. عندما نلمس الأنابيب الموجودة في الجزء الخلفي من الثلاجة ، يمكننا أن نرى أن الحرارة يتم امتصاصها من داخل الجهاز وتشعها إلى باقي المطبخ. حسنًا ، تعمل المضخة الحرارية بطريقة مماثلة ، ولكن في الاتجاه المعاكس. إنه قادر على امتصاص الحرارة الموجودة في الخارج وإطلاقها في الداخل. يبدو الأمر كما لو كنت تحاول تبريد الخارج.
عملية
في كل من الثلاجة والمضخة الحرارية ، توجد أنابيب تقوم بتدوير سائل التبريد. يمكن أن يسخن هذا السائل عند ضغطه ويبرد عندما يتمدد. إذا أردنا تدفئة المنزل للبقاء جيدًا في الشتاء ، فإن السائل الساخن الذي يتم ضغطه سوف يدور من خلال المبادل الحراري الذي يسخن الهواء الذي يغذي نظامًا موصلًا.
يمكنك القول أن السائل "مستخدم" بالفعل. بعد ذلك ، يبرد ويتوسع ، ويتلامس مع مصدر حراري أرضي "يعيد شحنه" بالحرارة. تتكرر هذه العملية مرارًا وتكرارًا للتسخين المستمر.
شيء واحد يجب مراعاته هو أن ضخ السائل يتطلب كهرباء. تعتبر المضخة الحرارية الجوفية أكثر كفاءة من المضخات الأخرى أو بدائل التدفئة الأخرى. الأنظمة الموجودة حاليا إنها قادرة على إنتاج ما يصل إلى 4 كيلو واط من الحرارة لكل كيلو واط من الكهرباء التي يتم توليدها. هذا يجعلها فعالة للغاية ، لأنها لا تحتاج إلى توليد الحرارة ، ولكن لاستخراجها من باطن الأرض.
على العكس من ذلك ، لا توجد مضخات تعمل على تدفئة المنزل فقط. يمكنك أيضًا تبريد المنزل ليكون باردًا في فصل الصيف. تسمى هذه المضخات مضخات الحرارة العكسية. في هذه الحالة ، الصمام هو الذي يتحكم في اتجاه السائل. لذلك ، يمكن للحرارة أن تدور في اتجاهين.
طرق استخراج الطاقة الحرارية الجوفية
كثير من الناس الذين يستخدمون هذا النوع من التدفئة يعرفون بالفعل مضخات الحرارة الجوفية. الميزة الكبرى هي استخدام الهواء من الخارج لتدفئة المنزل. حرارة الأرض لانهائية تعتبر نوعا من الطاقة المتجددة. يمكنك الحصول على تدفئة كلما احتجت إليها وبطريقة مريحة للغاية ورخيصة. بالإضافة إلى ذلك ، سوف تساعد في العناية بالبيئة وتقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي. بهذه الطريقة سنقلل الآثار المدمرة لتغير المناخ والاحتباس الحراري.
من عيوب مضخات الحرارة الشائعة أن كفاءتها تتضاءل عندما تكون درجة الحرارة الخارجية شديدة البرودة. هذا يعني أنه عندما تكون هناك حاجة فعلية للحرارة داخل المنزل ، فإن أداء المضخة أقل. ومع ذلك، هذا لا يحدث مع المضخة الحرارية الجوفية ، لأنه يستخرج الحرارة من باطن الأرض. الحرارة تحت الأرض مستقرة وتظل درجة الحرارة كما هي حتى لو كانت أكثر برودة في الخارج. لذلك ، لا تفقد فعاليتها في أي وقت.
المضخة الحرارية الجوفية العمودية والأفقية
الطريقة الأكثر شيوعًا لاستخراج الحرارة هي المضخة الحرارية الجوفية العمودية. يتم تثبيته عادة على عمق 150 إلى 200 قدم تحت السطح. يتم تركيب الأنابيب حول الأخاديد المحفورة تحت الأرض. يدور الماء من خلالها بسائل مضاف مضاد للتجمد قادر على رفع الحرارة لتلطيف سائل التبريد.
البديل الآخر هو المضخة الحرارية الأرضية الأفقية. في هذه الحالة ، تمتلئ الأنابيب بالماء وتُدفن حوالي 6 أقدام تحت الأرض. إنها أنظمة تتطلب امتدادًا كبيرًا لتتمكن من توليد الحرارة المناسبة لتدفئة مبنى متوسط الحجم. ومع ذلك ، فإن تكلفتها أقل بكثير من المضخة العمودية.
يشك الكثير من الناس في فعاليتها في المناطق القريبة من مصادر المياه الطبيعية مثل البحيرات والأنهار والبرك. هذا ليس مثل هذا. تعتبر المضخة الحرارية الجوفية فعالة بالقرب من هذه المواقع حيث يمكنك استخدامها كمصدر خارجي للحرارة.
يتم إجراء التبادل الحراري مع التضاريس الخارجية من خلال مجمّع الطاقة الحرارية الأرضية ، والذي يمكن أن يكون من نوعين: المجمعات الحرارية الأرضية الرأسية والأفقية. في الحالة الأولى ، يتم وضع دائرة من الأنابيب (2 أو 4) داخل ثقب ل عمق 50-100 متر وقطره 110-140 ملم. في الحالة الثانية ، يتم وضع شبكة أفقية من الأنابيب بعمق 1,2-1,5 متر.
الاستثمار الاقتصادي الأولي
يمثل الاستثمار الاقتصادي الأولي حاجزًا كبيرًا يقف في طريق استخدام الطاقات المتجددة. كما هو الحال في العديد من القطاعات ، من الضروري استثمار رأس المال في البداية ثم إطفاءه بمرور الوقت. التكلفة الأولية للتدفئة الحرارية الأرضية تتجاوز تكلفة أنظمة التدفئة التقليدية.
إذا كنت تنوي البناء في يمكن أن يتكلف منزل العائلة ما بين 6.000 و 13.000 يورو. هذا هراء لكل أولئك الذين لا يكسب عملهم رواتب كبيرة. بهذا المال يمكنك شراء سيارة! ومع ذلك ، فإن المضخات الحرارية الأرضية مربحة على المدى الطويل. إنها تسمح بتقليل استهلاك فاتورة الطاقة بين 30 و 70٪ في حالة التدفئة و 20-50٪ في التبريد.
آمل أن تكون بهذه المعلومات جاهزًا لاستخدام هذا النوع من التدفئة والبدء في التوفير الآن.