ما هي المضخة الحرارية ذات امتصاص درجة الحرارة المنخفضة، ولماذا تُغير قواعد اللعبة فيما يتعلق بكفاءة الطاقة؟

مع تزايد الطلب على حلول التدفئة والتبريد المستدامة والموفرة للطاقة، فإنمضخة حرارية ممتصة لدرجة الحرارة المنخفضةالناشئة باعتبارها التكنولوجيا الرئيسية. تعمل هذه الأنظمة على تغيير الطريقة التي نتعامل بها مع التدفئة والتبريد والحفاظ على الطاقة، خاصة في الصناعات والتطبيقات السكنية حيث تتوفر مصادر درجات الحرارة المنخفضة. ولكن ما هي بالضبط المضخة الحرارية ذات الامتصاص المنخفض للحرارة، ولماذا تعتبر طفرة في كفاءة استخدام الطاقة؟

ما هي المضخة الحرارية ذات الامتصاص المنخفض لدرجة الحرارة؟

المضخة الحرارية ذات امتصاص درجة الحرارة المنخفضة (LTAHP) هي نوع من المضخات الحرارية التي تستخدم حرارة منخفضة الدرجة (من مصادر مثل الطاقة الحرارية الأرضية، أو الحرارة المهدرة، أو الطاقة الحرارية الشمسية) لدفع عملية التبريد أو التدفئة. على عكس المضخات الحرارية التقليدية، التي تعتمد على الضغط الميكانيكي، تستخدم مضخات الحرارة الامتصاصية دورة امتصاص مدفوعة بالحرارة، وعادة ما يتم تشغيلها بواسطة مصدر حراري مثل الغاز الطبيعي، أو الحرارة الشمسية، أو الحرارة المهدرة من العمليات الصناعية.

يتكون النظام عادةً من اثنين من سوائل العمل الرئيسية: مادة التبريد (مثل الماء) والمادة الماصة (عادةً بروميد الليثيوم أو الأمونيا). أثناء التشغيل، يتبخر سائل التبريد عند درجات حرارة منخفضة، ويمتص الحرارة من البيئة، بينما يسهل جهاز الامتصاص نقل الطاقة داخل النظام.

لماذا تعتبر المضخة الحرارية ذات امتصاص درجة الحرارة المنخفضة مهمة؟

1. كفاءة الطاقة والاستدامة  

  تشتهر المضخات الحرارية ذات الامتصاص المنخفض لدرجات الحرارة بكفاءتها في استخدام الطاقة. ويمكنها التقاط وإعادة استخدام الحرارة المنخفضة الجودة التي قد يتم إهدارها، مثل الحرارة الصناعية المهدرة أو الطاقة الحرارية الأرضية. ومن خلال القيام بذلك، فإنها تقلل من الاعتماد على الكهرباء أو الوقود الأحفوري، مما يقلل من استهلاك الطاقة الإجمالي وانبعاثات الغازات الدفيئة. وهذا يجعلها مثالية للمباني والصناعات والعمليات التي تتطلع إلى تقليل بصمتها البيئية.

2. تعدد الاستخدامات في التدفئة والتبريد  

  تتميز هذه المضخات الحرارية بأنها متعددة الاستخدامات ويمكنها توفير وظائف التدفئة والتبريد، مما يجعلها مفيدة طوال العام. خلال الأشهر الباردة، تمتص الحرارة من مصادر خارجية لتدفئة المساحات الداخلية، بينما في الأشهر الأكثر دفئًا، تقوم بعكس العملية، وتبريد الأجزاء الداخلية عن طريق امتصاص الحرارة من الداخل ونقلها للخارج. هذه الوظيفة المزدوجة تجعل LTAHPs خيارًا جذابًا لمجموعة متنوعة من التطبيقات، بدءًا من المنازل السكنية وحتى المباني التجارية والمواقع الصناعية.

3. يستخدم مصادر الطاقة المتجددة أو المهدرة  

  واحدة من أهم مزايا المضخة الحرارية ذات الامتصاص المنخفض الحرارة هي قدرتها على العمل على مصادر الطاقة المتجددة أو المهدرة. سواء تم تسخير طاقة الشمس من خلال الأنظمة الحرارية الشمسية أو التقاط الحرارة من عمليات النفايات الصناعية، فإن هذه المضخات توفر طريقة مستدامة لتحسين كفاءة الطاقة. وهذا مفيد بشكل خاص في الصناعات التي تولد الحرارة المهدرة أثناء الإنتاج، حيث يمكنها إعادة تدوير هذه الطاقة بدلاً من طردها إلى البيئة.

4. يقلل من ذروة الطلب على الكهرباء  

  نظرًا لأن مضخات الحرارة الامتصاصية لا تعتمد بشكل كبير على الكهرباء في التشغيل، فإنها تساعد في تقليل الطلب على الكهرباء في أوقات الذروة، خاصة في المناطق ذات تكاليف الطاقة المرتفعة أو خلال أوقات استهلاك الكهرباء المرتفع. من خلال تقليل الضغط على الشبكات الكهربائية، تساهم LTAHPs في أنظمة طاقة أكثر استقرارًا، مما يجعلها ذات قيمة في الصناعات كثيفة الاستهلاك للطاقة والمناطق التي لا يمكن الاعتماد عليها في إمدادات الطاقة.

5. المبردات الصديقة للبيئة  

  غالبًا ما تعتمد المضخات الحرارية التقليدية على مواد التبريد التي لها قدرة عالية على الاحتباس الحراري (GWP)، مما يساهم في تغير المناخ في حالة تسربها. في المقابل، تستخدم العديد من المضخات الحرارية ذات الامتصاص المنخفض لدرجات الحرارة المبردات الصديقة للبيئة مثل الماء أو الأمونيا، والتي لها قدرة ضئيلة على إحداث الاحترار العالمي. وهذا لا يقلل من التأثير البيئي للنظام فحسب، بل يتماشى أيضًا مع اللوائح الدولية التي تعمل على التخلص التدريجي من المبردات الضارة.

كيف تعمل المضخة الحرارية ذات امتصاص درجة الحرارة المنخفضة؟

تعمل المضخة الحرارية ذات امتصاص درجة الحرارة المنخفضة من خلال دورة تمتص الحرارة من مصدر منخفض الحرارة وتطلقها عند درجة حرارة أعلى لأغراض التدفئة (أو العكس للتبريد). فيما يلي تفصيل مبسط لكيفية عمله:

1. التبخر  

  يتبخر سائل التبريد (مثل الماء) عند درجة حرارة منخفضة عن طريق امتصاص الحرارة من البيئة. وهذا يخلق تأثير التبريد، يشبه إلى حد كبير كيفية عمل المضخات الحرارية التقليدية. يمكن أن يكون مصدر الحرارة شيئًا بسيطًا مثل الهواء المحيط، أو الحرارة الأرضية، أو الحرارة المهدرة الناتجة عن العمليات الصناعية.

2. الامتصاص  

  يتم امتصاص المبرد المبخر بواسطة المادة الماصة (مثل بروميد الليثيوم). تؤدي عملية الامتصاص هذه إلى إطلاق الطاقة المستخدمة في عملية التسخين.

3. التجديد  

  يتم تسخين خليط مادة التبريد الماصة بواسطة مصدر خارجي (مثل الحرارة المهدرة أو الطاقة الحرارية الشمسية). تعمل هذه الحرارة على إخراج مادة التبريد من المادة الماصة، مما يؤدي إلى تجديد المادة الماصة لإعادة استخدامها في الدورة التالية.

4. التكثيف  

  يتكثف المبرد، المنفصل الآن عن المادة الماصة، ويطلق الحرارة في هذه العملية. يمكن استخدام هذه الحرارة لتدفئة المساحات الداخلية أو توفير الماء الساخن.

5. التوسع والعودة  

  بعد التكثيف، يمر المبرد بعملية تمدد، حيث يبرد مرة أخرى ويعود إلى المبخر لتكرار الدورة.

تسمح هذه الدورة لـ LTAHPs بالعمل بفعالية في كل من وضعي التدفئة والتبريد، باستخدام الحد الأدنى من الكهرباء وتعظيم استخدام مصادر الحرارة منخفضة الجودة.

تطبيقات المضخات الحرارية ذات الإمتصاص المنخفض لدرجة الحرارة

- المباني السكنية: يمكن لأصحاب المنازل استخدام LTAHPs لتدفئة وتبريد المساحات، وكذلك لإنتاج الماء الساخن، وكل ذلك مع خفض فواتير الطاقة الخاصة بهم.

- المباني التجارية: يمكن للمكاتب والفنادق والمستشفيات الاستفادة من التحكم في المناخ على مدار العام الذي توفره هذه الأنظمة، مما يقلل تكاليف التشغيل ويحسن الاستدامة.

- الإعدادات الصناعية: يمكن لمصانع التصنيع إعادة تدوير الحرارة المهدرة من عملياتها، مما يحسن كفاءة الطاقة ويقلل الانبعاثات.

- أنظمة التدفئة والتبريد في المناطق: يمكن دمج LTAHPs في أنظمة الطاقة في المناطق، مما يوفر التدفئة أو التبريد المركزي للمجتمعات بأكملها.

تعد المضخة الحرارية ذات امتصاص درجات الحرارة المنخفضة بمثابة تغيير جذري لقواعد اللعبة بالنسبة لأولئك الذين يتطلعون إلى تقليل استهلاك الطاقة وتبني الممارسات المستدامة. إن قدرتها على تسخير مصادر الحرارة المنخفضة الدرجة، سواء من البيئة أو من عمليات النفايات، تجعلها تقنية رئيسية في التحول إلى أنظمة أنظف وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة. سواء كنت تتطلع إلى خفض فواتير الطاقة، أو تحسين استدامة المبنى الخاص بك، أو إعادة تدوير حرارة النفايات الصناعية، فإن المضخة الحرارية ذات الامتصاص المنخفض هي استثمار ذكي لمستقبل أكثر خضرة.

تأسست شركة Hebei Dwys Solar Technology Co.Ltd في عام 2015. ملتزمة بالحد من البصمة الكربونية. في الوقت الحاضر، حققت الشركة اختراقات كبيرة في أنظمة الطاقة الشمسية المنزلية، وأنظمة الطاقة الشمسية الصناعية، وتخزين الكهرباء والطاقة، ومضخات المياه بالطاقة الشمسية، ومضخات الحرارة الشمسية، ومشاريع كومة الشحن بالطاقة الشمسية، BIPV، إلخ. تعرف على المزيد حول ما نقدمه من خلال زيارة موقعنا على https://www.pvsolarsolution.com/. للأسئلة أو الدعم، اتصل بنا على elden@pvsolarsolution.com.