معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية يطرح مفهوم مضخة حرارية تعمل بالبروبان للمباني السكنية متعددة الوحدات

أخبار ar.wedoany.com، طوّر معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية (Fraunhofer ISE) الألماني مجموعة من مفاهيم الحلول النموذجية لاستبدال أنظمة التدفئة العاملة بالغاز والوقود في المباني السكنية متعددة الوحدات بمضخات حرارية تعمل بالبروبان (R290).

يأتي هذا الإنجاز في إطار مشروع البحث LC R290، حيث تعاون المعهد مع اتحاد يضم 20 شركة من قطاعي التدفئة والإسكان لتطوير بدائل لأنظمة التدفئة.

اختار فريق البحث مبانٍ نموذجية من محافظ شركات الإسكان المشاركة، تراوحت أحمالها الحرارية بين 23 كيلوواط و93 كيلوواط. بعض هذه المباني كانت تستخدم تدفئة مستقلة بالغاز لكل شقة، بينما استخدم البعض الآخر أنظمة تدفئة مركزية. وخلص فريق البحث إلى عدم وجود حل واحد يناسب الجميع، وأن تصميم النظام يجب أن يأخذ في الاعتبار حجم المبنى، ومصادر الحرارة المتاحة، والقيود المكانية، واحتياجات الماء الساخن، والعوامل الصوتية والأمنية.

أوضح منسق المشروع في المعهد، بيورن نينبورغ، أنه نظراً للتحديات المتنوعة مثل عدم توفر مصدر حرارة مناسب والمساحات المحدودة، لم يكن هناك حل تقني واحد، وبناءً عليه طور الفريق عدة حلول قابلة للتطبيق. وأكد أن المفتاح يكمن في تصميم النظام بما يتناسب مع المبنى، ويشمل ذلك المضخة الحرارية، والتخزين، والنظام الهيدروليكي، والتحكم، وتوزيع الحرارة.

بالنسبة لسيناريوهات التعديل التحديثي المختلفة، طور الباحثون عدة نماذج توضيحية لمضخات حرارية تعمل بـ R290. بالنسبة للأنظمة المركزية، تم تصميم وحدة خارجية تستخدم كمية من مادة التبريد البروبان أقل بنسبة 20% من الأنظمة المماثلة، مع كفاءة أعلى بنسبة 15%. أما الحل الداخلي فاستخدم مضخة حرارية من نوع محلول ملحي-ماء بقدرة 28 كيلوواط، مع تحسين كمية شحن المبرد المنخفضة. وبالنسبة للتعديل التحديثي اللامركزي باستخدام مصادر حرارة موصولة هيدروليكياً، صنع الفريق مضخة حرارية على مستوى الشقة بقدرة 4.9 كيلوواط، وكمية شحن من البروبان تبلغ 150 غراماً.

أشار تيمو ميتلر، رئيس فريق المضخات الحرارية للمباني في المعهد، إلى أن كمية الشحن المنخفضة البالغة 150 غراماً ضرورية لتقليل المخاطر المحتملة لاستخدام مادة التبريد القابلة للاشتعال البروبان، مما يتيح استخدام المضخة الحرارية في مواقع التركيب النموذجية مثل المطابخ أو غرف المرافق.

سيتم دمج هذه الحلول، كجزء من مشروع جديد، في أداة برمجية لاتخاذ القرارات وتصميم أنظمة المضخات الحرارية للمباني السكنية متعددة الوحدات.