(22 منتجًا متوفرة)
يوجد أنواع مختلفة من أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية، مثل أنظمة الحلقة المفتوحة والحلقة المغلقة.
نظام الحلقة المفتوحة
في مضخة الحرارة الأرضية ذات الحلقة المفتوحة، يتم ضخ المياه مباشرة من مصدر المياه الجوفية.
ثم يعمل النظام ويُبادل المياه بين الأرض والمبنى. تُفرغ المياه مرة أخرى إلى الأرض بعد مرورها عبر النظام. بالنسبة لأنظمة الحلقة المفتوحة، تُعد الأنهار والبرك والطبقات المائية مصادر شائعة للمياه الجوفية.
عند اتخاذ قرار بشأن نظام ذو حلقة مفتوحة، يجب مراعاة العديد من الجوانب، بما في ذلك ظروف المياه الجوفية المحلية، ونوعيتها، والقواعد التنظيمية، وتوفر بئر إمداد مناسب. علاوة على ذلك، فإن تأثير النظام على موارد المياه والحاجة إلى الصيانة الدورية ومراقبة المياه المفرغة من الاعتبارات المهمة.
تُعرف أنظمة الحلقة المفتوحة بكفاءتها وفعاليتها. وذلك لأنها تستخدم مباشرة درجة حرارة المياه الجوفية الثابتة والمتجددة. أيضًا، تُعد تكاليف التثبيت أقل من أنظمة الحلقة المغلقة.
ومع ذلك، فإن أنظمة الحلقة المفتوحة ليست مناسبة لكل موقع. أيضًا، قد تكون تكاليف التثبيت أقل، ولكن التكاليف الأخرى على المدى الطويل أعلى. قد تشمل هذه صيانة بئر الإمداد ومعالجة المياه. يمكن أن تكون الآثار البيئية أيضًا عيبًا، مثل تأثير التصريف على النظم البيئية المحلية، ونوعية المياه ودرجة حرارتها، وتأثيرها على مستخدمي المياه الآخرين.
تُعد المتطلبات التنظيمية أيضًا عيبًا، حيث قد تكون هناك حاجة إلى تصاريح لضخ المياه وتصريفها. يجب معرفة القوانين المحلية التي تحكم موارد المياه. علاوة على ذلك، قد لا يكون مصدر المياه الجوفية متاحًا، مما يمنع استخدام نظام ذو حلقة مفتوحة. تُعد الطبقات المائية، بالإضافة إلى الأنهار والبرك، بدائل أخرى للحصول على المياه.
ثم قد يكون التأثير البيئي صعبًا إذا كانت هناك مياه ذات نوعية رديئة. يجب تحديد الحاجة إلى معالجة المياه بناءً على نوعيتها وتقييم التكاليف طويلة الأجل مقابل فوائد استخدام المياه الجوفية مباشرة.
تُعد أنظمة الحلقة المفتوحة طريقة طبيعية لاستخدام درجات حرارة الأرض لتسخين وتبريد المباني. تربط المياه النظام مباشرة بالأرض أو مسطح الماء. تعد الموارد ونوعية المياه واللوائح من الأمور الهامة التي يجب مراعاتها.
نظام الحلقة المغلقة
تحتوي مضخة الحرارة الأرضية ذات الحلقة المغلقة على أنابيب مدفونة تحت الأرض ممتلئة بخليط سائل من الماء ومضاد التجمد. يمتص السائل الحرارة من الأرض في الشتاء وينقلها إلى المبنى. تُعكس هذه العملية في الصيف لتبريد المبنى.
هناك أنواع مختلفة من أنظمة الحلقة المغلقة للاختيار من بينها بناءً على الأرض المتاحة والمبنى. تتضمن الحلقات الأفقية دفن أنابيب طويلة ضحلة في حقل، مما يعمل بشكل جيد عندما تكون هناك أرض كافية متاحة. تُعد الحلقات الرأسية مناسبة للمساحات الضيقة وتتضمن حفر ثقوب عميقة لتثبيت الأنابيب. تستفيد حلقات ضفاف البحيرة من مسطحات المياه القريبة من خلال وضع الأنابيب في البحيرة أو البركة. يحدد الشكل والعمق أيضًا الكفاءة في كل حالة، لذلك تُعد الظروف المحلية أساسية.
يُمتص السائل الموجود داخل الأنابيب في مضخة الحرارة الأرضية ذات الحلقة المغلقة من الأرض ويُنقل إلى المبنى. يظل هذا السائل دائمًا داخل الأنابيب المغلقة، لذلك لا يتم فقدان الماء. بينما تكون تكاليف التثبيت أعلى لأنظمة الحلقة المغلقة، فهي أكثر موثوقية من أنظمة الحلقة المفتوحة. أينما كان موقع المبنى، يمكن لأنظمة الحلقة المغلقة أن تعمل نظرًا لأن نوعية المياه الجوفية أو الأنهار المحلية لا تُعد أمرًا مهمًا. لديها درجة حرارة ثابتة وثابتة للاستخدام. لا تنطبق القواعد التنظيمية المرتبطة باستخدام المياه المفتوحة على الحلقات المغلقة. بينما تبقى درجات حرارة الأرض ثابتة إلى حد ما، يمكن أن تتغير درجات حرارة المياه بشكل كبير، مما يجعل الحلقات المفتوحة محفوفة بالمخاطر. نظرًا لأن السائل يظل دائمًا في الأنابيب، فإن الحلقات المغلقة أيضًا تُهدر كمية أقل من الماء. في معظم الحالات، تُعد أنظمة الحلقة المغلقة أفضل وأسهل في الاستخدام على المدى الطويل.
عند الاختيار بين مضخة حرارة أرضية ذات حلقة مغلقة أو حلقة مفتوحة، يجب تقييم المواقع والمياه الجوفية. تستخدم الأنظمة المفتوحة المياه مباشرة، بينما تُبقي الأنظمة المغلقة المياه في أنابيب مغلقة.
تتمتع مضخات الحرارة الأرضية بالعديد من الفوائد.
تُقدم مضخات الحرارة الأرضية (GHPs) ميزات فريدة مثل:
يمكن استخدام مضخات الحرارة الأرضية في مجموعة متنوعة من السيناريوهات، لكنها تُستخدم بشكل أساسي في المباني السكنية والتجارية لتدفئة وتبريد المساحة. في الأقسام التالية، نستكشف المزيد من تطبيقات سخانات الطاقة الحرارية الأرضية.
تدفئة وتبريد المنازل
كما هو مذكور سابقًا، تُستخدم أنظمة التدفئة والتبريد الأرضية في المباني السكنية لتوفير تدفئة وتبريد وتسخين المياه بكفاءة وبأسعار معقولة. يمكن لهذه الأنظمة تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري وتوفير الكثير من المال على أصحاب المنازل في تكاليف المرافق.
تدفئة وتبريد المباني التجارية
تُستخدم مضخات الحرارة الأرضية أيضًا في المباني التجارية لتوفير تدفئة وتبريد بأسعار معقولة. يتم تفضيلها بشكل أساسي لأنها تتمتع بتكلفة تشغيل أقل مقارنةً بأنظمة التدفئة والتبريد التقليدية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام مضخات الحرارة الأرضية في المباني التجارية الكبيرة لأنها يمكن تخصيصها بسهولة لتلبية احتياجات التدفئة والتبريد للمباني المختلفة.
التدفئة المركزية
في هذه الحالة، تُستخدم مضخة حرارة أرضية لتوفير تدفئة بأسعار معقولة لعدد من المباني. تجمع مضخة الحرارة الحرارة من الأرض وتوزعها على العديد من المباني. هذا يقلل من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري وتكاليف تشغيل المباني. بالإضافة إلى ذلك، هذا النظام أكثر كفاءة مقارنةً بأنظمة التدفئة الفردية.
العمليات الصناعية
توفر مضخات الطاقة الحرارية الأرضية التدفئة لمجموعة متنوعة من العمليات الصناعية. على سبيل المثال، يمكنها توفير التجفيف وتدفئة المساحة والتدفئة العملية. عادةً ما تجمع مضخة الحرارة الحرارة من الأرض وتستخدمها في العمليات الصناعية. هذا يُساعد في تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في العمليات الصناعية.
تربية الأحياء المائية
في هذه الحالة، يُستخدم نظام مضخة الحرارة الأرضية لتوفير التدفئة لمنشآت تربية الأحياء المائية. يُسخن النظام المياه في خزانات تربية الأحياء المائية للحفاظ على درجات الحرارة المطلوبة للأسماك وغيرها من الحيوانات المائية. هذا يُسهل نموها وتكاثرها. تُستخدم هذه مضخة الحرارة أيضًا للتحكم في مستويات الرطوبة ودرجة حرارة الهواء في منشآت تربية الأحياء المائية.
الدفيئات الزراعية
يُستخدم نظام مضخة الحرارة الأرضية للحفاظ على مستويات درجة الحرارة في الدفيئات الزراعية. فهو يُسخن الهواء خلال الأشهر الباردة ويُبردها خلال الأشهر الحارة. هذا ينظم درجات حرارة الدفيئة التي تُساعد على نمو النباتات. بالإضافة إلى ذلك، يتحكم النظام في مستويات الرطوبة في الدفيئات الزراعية.
تحضير التربة
يمكن استخدام مضخات الحرارة الأرضية لتحسين ظروف التربة من خلال تنظيم درجات حرارة التربة. عند تنظيم درجة الحرارة، يتم تعزيز نمو النباتات ويصبح محصول المحاصيل الزراعية مثاليًا.
يجب على المشترين بالجملة لمضخات الحرارة الأرضية مراعاة العديد من العوامل عند تقديم طلب كبير. هم أيضًا في أفضل وضع لتثقيف المستخدمين النهائيين لهذه المعدات. يُساعد معرفة رغبات المستخدم النهائي المشتري على اتخاذ قرار مستنير.
دراسة الموقع
تُعد الخطوة الأولى في استخدام مضخة حرارة أرضية هي دراسة الموقع. يُساعد التحليل والتقييم الدقيقين على تقدير حقول الحلقة، ونوع ونطاق وقدرة نظام الطاقة الحرارية الأرضية المطلوبة. يُساعد أيضًا على معرفة التكلفة وإطار زمني للتثبيت.
معرفة احتياجات المستخدمين النهائيين
يعتمد حجم وسعة ونوع مضخة الحرارة الأرضية التي سيتم شراؤها بشكل كبير على حمولة التدفئة والتبريد. ستكون هناك حاجة لفهم احتياجات المستخدم ومواءمة منزله مع كفاءة استخدام الطاقة لتقدير طلبات المستخدم النهائي للتدفئة والتبريد. سيحتاج المنزل الذي يتمتع بكفاءة أقل في استخدام الطاقة إلى مزيد من التدفئة والتبريد. وكذلك المنازل ذات المساحة الأكبر. سيُساعد تقدير هذه الطلبات المشتري بالجملة على طلب مضخة حرارة ذات الحجم والسعة المناسبين.
مُراعاة المناخ المحلي
يُؤثر الطقس المحلي بشكل كبير على كفاءة وأداء مضخة الحرارة الأرضية. يمكن أن يُساعد تتبع ظروف الطقس المتغيرة حيث سيتم تثبيت مضخة الحرارة على تحديد أفضل نوع من مضخات الحرارة الأرضية التي سيتم طلبها. في المناطق ذات الطقس البارد جدًا، ستكون هناك حاجة إلى مضخة حرارة أكثر قوة. سيُساعد توفير هذه المعلومات للمستخدم النهائي على اتخاذ قرار مستنير.
نسبة الانزلاق إلى الحلقة
بالإضافة إلى التكوينات الرأسية والأفقية، يمكن للمشترين طلب مضخات حرارة أرضية ذات حلقة أرضية باستخدام بركة أو بحيرة، إذا كان لديهم واحدة. نظرًا لأن نسبة الحلقة إلى النبات من 20 إلى 1 هي المثالية، يجب على المشترين اختيار مضخات حرارة ذات نسب مناسبة للحلقة الأرضية للمساحة المتاحة. لاحظ أيضًا أن مضخات الحرارة ذات الحلقة المغلقة أكثر كفاءة من مضخات الحرارة ذات الحلقة المفتوحة.
كن على دراية بكفاءة استخدام الطاقة
يجب على المشترين بالجملة طلب مضخات حرارة أرضية ذات تصنيفات جيدة لكفاءة استخدام الطاقة. يُساعد التأكد من أن مضخات الحرارة لديها تصنيفات EERs و SEERs جيدة في تقليل تكاليف تشغيلها وطاقتها السنوية. يجب على المشترين أيضًا التأكد من أن مضخات الحرارة لديها تصنيف HSPF جيد لجعلها فعالة أثناء التدفئة في الطقس البارد.
مستوى الضوضاء
يحدد عقار المستخدم النهائي مستوى الضوضاء الذي يجب مراعاته. في الداخل، يتم وضع مضخات الحرارة عادةً في المناطق الأقل استخدامًا وبعيدًا عن غرف المعيشة. ولكن في الهواء الطلق، عادةً ما يكون أفضل وضع لمضخات الحرارة بعيدًا عن الجيران. يمكن للمشترين شراء مضخات أكثر هدوءًا، ولكن بتكلفة أعلى.
تكملة نظام التدفئة الحالي
عند شراء أكثر من مضخة حرارة واحدة، يمكن للمشتري بالجملة استخدام نظام التدفئة الحالي لتكملة مضخات الحرارة الأرضية الجديدة. يمكن أن يُساعد استخدام التدفئة بالمقاومة الكهربائية أو فرن موجود متوافق في تلبية احتياجات التدفئة التكميلية في الطقس البارد جدًا.
س1: ما هي مدة عمر مضخة الحرارة الأرضية؟
ج1: يمكن أن تستمر معظم مضخات الحرارة الأرضية لمدة تصل إلى 30 عامًا عند صيانتها بشكل صحيح. في الوحدات الداخلية، تتمتع المضخات بعمر أطول من تلك المثبتة في الهواء الطلق، والتي تواجه العناصر البيئية.
س2: ما هو جدول صيانة مضخات الحرارة الأرضية؟
ج2: تُطلب الصيانة في نهاية كل موسم. يجب على فني مدرب فحص نظام مضخة الحرارة، والتحقق من مستويات المبرد، وفحص القنوات والمروحة والمرشحات للتأكد من تدفق الهواء بشكل صحيح.
س3: كيف يجب على المرء تحضير مضخة حرارة أرضية للشتاء؟
ج3: نظرًا لأن درجات حرارة الشتاء يمكن أن تكون منخفضة وطلب التدفئة مرتفعًا، تأكد من أن النظام يعمل بسلاسة وفعالية. تحقق من جميع المكونات ومستويات المبرد وإعدادات الترموستات. تأكد من دفن الحلقات بعمق لمنع التجمد. أيضًا، في حالة حدوث أي خلل، يمكن للفني الاستجابة بسرعة.
س4: هل تحتاج مضخات الحرارة الأرضية إلى تدفئة احتياطية؟
ج4: في الحالات التي يكون فيها الطلب على التدفئة مرتفعًا ودرجات الحرارة منخفضة بشكل استثنائي، قد تتطلب مضخات الحرارة حرارة مساعدة. أيضًا، في المنازل التي تستخدم المقاومة الكهربائية كمصدر الحرارة الثانوي، يمكن أن تكون أكثر كفاءة عند استخدام أشكال الوقود الأخرى مثل البروبان أو الغاز الطبيعي.