سخانات المياه بمضخة الحرارة: دليل موجز لهذا الجهاز ثنائي الغرض

قد تكون على دراية بالمضخات الحرارية وبالتأكيد سخانات المياه ، لكن هل تعلم أن سخانات المياه ذات المضخات الحرارية (HPWHs) موجودة؟يمكن لهذه الوحدات الهجينة التحكم في المناخ الداخلي وتسخين المياه مع مساعدتك في توفير الطاقة في المنزل.تعرف على المزيد حول كيفية عمل سخان المياه بمضخة حرارية ، وكيف يمكن أن يوفر لك المال والطاقة ، وما إذا كان هو الخيار الصحيح لمنزلك.

كيف يعمل سخان الماء بمضخة حرارية؟

يستخدم سخان المياه بمضخة حرارية - المعروف أيضًا باسم سخان المياه الكهربائي الهجين - تقنية متطورة لتزويد أصحاب المنازل بخيار موفر للطاقة يمكن أن يقلل من تكاليفهم ويقلل من انبعاثات الكربون.سخانات المياه ذات المضخات الحرارية لا تولد الحرارة ، ولكنها تستخدم الكهرباء لنقل الحرارة من مكان إلى آخر.

التفسير الشائع لكيفية عمل HPWHs هو مقارنتها بالثلاجات: باستخدام نفس التقنية التي تتطلبها الثلاجات للتشغيل ، تولد سخانات المياه ذات المضخات الحرارية الحرارة بنفس الطريقة التي تظل بها الثلاجات باردة.ومع ذلك ، هناك اختلاف رئيسي واحد: سخانات المياه ذات المضخات الحرارية تعمل في الاتجاه المعاكس.

تم تصميم الثلاجات لسحب الحرارة من الداخل وإطلاقها في الهواء ، بينما تقوم سخانات المياه بمضخة الحرارة بأخذ الحرارة من الهواء ونقلها إلى خزان المياه.يوجد داخل سخان المياه بمضخة حرارية ضاغط يركز الحرارة المتراكمة وينقلها إلى خزان تخزين حيث يمكن تسخين المياه بعد ذلك.

ما الفرق بين المضخة الحرارية وسخان المياه؟

يعتبر سخان الماء بمضخة حرارية (HPWH) فعالاً لأن هذا الجهاز يجمع بين مضخة حرارية وسخان مياه.

تستخدم المضخة الحرارية في حد ذاتها لتنظيم المناخ عن طريق نقل الحرارة.يمكن لمضخات الحرارة استخراج الحرارة من الغرف الباردة واستخدام تلك الحرارة لتدفئة الغرف الأخرى ، مما يجعل الغرفة الدافئة أكثر دفئًا والغرفة الباردة أكثر برودة.هذه العملية فعالة بشكل خاص في تنظيم درجة الحرارة في المنازل.

بينما تستخدم المضخات الحرارية الهواء الدافئ المتاح بسهولة لتدفئة الأماكن وتبريدها ، فإن سخانات المياه تستمد الطاقة من الكهرباء أو الغاز وتستخدمها لتسخين المياه.

يجمع سخان المياه بمضخة حرارية بين وظائف المضخة الحرارية وسخان المياه.باستخدام تقنية المضخات الحرارية فقط ، تكون سخانات المياه ذات المضخات الحرارية موفرة للطاقة بشكل خاص.

ما الذي يجب أن أعرفه عن سخانات المياه الكهربائية؟

تستخدم أربعون بالمائة من المنازل سخانات المياه الكهربائية التقليدية لتسخين المياه ، وتعد سخانات المياه الكهربائية ثاني أكبر مساهم في فواتير الطاقة المنزلية.

يتم تشغيل معظم سخانات المياه بالكهرباء - بما في ذلك سخانات المياه ذات المضخات الحرارية.ومع ذلك ، فإن بعض سخانات المياه الكهربائية تستخدم كهرباء أكثر من غيرها ولا تتمتع بكفاءة عالية في استخدام الطاقة.

سخانات المياه هي الخيار الأكثر تقليدية في سخانات المياه.تحتوي سخانات المياه على خزانات كبيرة يمكنها استيعاب ما بين 20 إلى 80 جالونًا من الماء الساخن ويتم ملؤها باستمرار.عند استهلاك الماء الساخن وإزالته من الخزان ، يتم استبداله على الفور بماء بارد يتم تسخينه.

نظرًا لأن خزانات الماء الساخن يتم ملؤها وتسخينها باستمرار للحفاظ على درجة حرارة الماء - وهي عملية تعمل بالغاز الطبيعي أو زيت الوقود أو البروبان أو الكهرباء - فإن خزانات الماء الساخن هذه تهدر كميات هائلة من الطاقة.يمكن أيضًا أن تفقد سخانات المياه التي تعمل بالغاز أو الزيت الطاقة بشكل متكرر عند تنفيسها.

يسمى هذا الهدر المتكرر للطاقة الزائدة بفقدان الحرارة في وضع الاستعداد.على الرغم من أن سخانات مياه التخزين أقل تكلفة للشراء ، إلا أنها قد تجعل تكاليف التشغيل وفواتير المرافق وفواتير الكهرباء أكثر تكلفة على المدى الطويل.

يبلغ عمر سخان مياه التخزين النموذجي من 10 إلى 15 عامًا.

يمكن أن يساعد عزل الخزان وسخانات المياه بالغاز الذي يعمل بالهواء القسري وسخانات مياه الاحتراق المختومة في تقليل فقد الطاقة وتوفير تكاليف الطاقة.

لماذا سخانات المياه ذات المضخات الحرارية فعالة في استخدام الطاقة؟

يمثل تسخين المياه 13٪ من استخدام الطاقة السكنية في الولايات المتحدة ، وهو ثاني أكبر مستهلك للطاقة في المنزل.يعد تركيب سخان مياه بمضخة حرارية مشروعًا مهمًا لتقليل استهلاك الطاقة في المنزل.

سخانات المياه بمضخة الحرارة لا تنتج حرارة مباشرة.بدلاً من ذلك ، يستخرجون الحرارة من الهواء الموجود بالفعل.هذه العملية وحدها تجعل سخانات المياه ذات المضخات الحرارية أكثر كفاءة بثلاث مرات من سخانات المياه الكهربائية التقليدية ، اعتمادًا على النوع.

بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم سخانات المياه ذات المضخات الحرارية ثلث إلى نصف الطاقة التي تتطلبها السخانات الكهربائية أو الغازية التقليدية.

هذا التوفير في الطاقة يجعلهم أكثر كفاءة بنسبة 300-400 ٪ من نظرائهم في التدفئة بالغاز أو الكهرباء ، والتي تولد الحرارة من خلال وسائل قائمة على الكربون مثل الاحتراق.

لا تتطلب أنظمة المضخات الحرارية طاقة أقل لتوفير نفس الناتج فحسب ، ولكنها أيضًا لا تطلق أي انبعاثات وتساعد في تقليل تلوث الهواء والمناخ الذي يأتي من نظام تسخين الماء الساخن التقليدي.

يمكن أن تعمل سخانات المياه ذات المضخات الحرارية أيضًا كشكل من أشكال تخزين الطاقة النظيفة التي يمكن أن تساعد في تلبية احتياجات الشبكة الكهربائية خلال فترات ذروة الطلب.

كبطاريات حرارية ، يمكن لسخانات المياه بمضخات الحرارة الكهربائية تخزين الطاقة الشمسية المتولدة خلال النهار ، مما يقلل الحاجة إلى الكهرباء في الليل عندما يكون الطلب على الكهرباء أكبر ولكن أقل وفرة.

يمكن برمجة سخانات المياه ذات المضخات الحرارية المجهزة بتسخين بالمقاومة الكهربائية (سخانات المياه بمضخة حرارية هجينة) للتبديل من التشغيل القياسي إلى التشغيل الكهربائي عندما يكون الطلب على الماء الساخن مرتفعًا.

تقدم بعض سخانات المياه بمضخات الحرارة العديد من الإعدادات ، بما في ذلك أوضاع الكفاءة العالية والاقتصاد التي تستخدم فقط المضخة الحرارية لتسخين المياه ، بالإضافة إلى وضع الإجازة أو الوضع المؤقت الذي يمكن ضبطه على النوم حتى الحاجة التالية.

بشكل عام ، توفر سخانات المياه ذات المضخات الحرارية لأصحاب المنازل خيارات تدفئة وتبريد نظيفة وموفرة للطاقة تمنع التلوث وتنتج انبعاثات صفرية.