שינויים

'''משאבת חום''' (heat pump) היא מכונה או מתקן שמניע חום ממיקום אחד (ה"מקור") למיקום אחר ("כיור החום" heat sink ) באמצעות עבודה מכאנית. שימוש נפוץ במשאבות חום הוא כדי לספח חום שמצוי בסביבה (בדרך כלל מהאוויר או מהאדמה) ומקורו ב[[אנרגיה סולארית]], ובמאמצעות חום זה לחמם או לקרר אוויר או מים בתוך מבנים.  

'''משאבת חום''' (Heat pump) היא מכונה או מתקן שמניע חום ממיקום אחד (ה"מקור") למיקום אחר ("כיור החום" Heat sink) באמצעות עבודה מכאנית. שימוש נפוץ במשאבות חום הוא כדי לספח חום שמצוי בסביבה (בדרך כלל מהאוויר או מהאדמה) ומקורו ב[[אנרגיה סולארית]], ובמאמצעות חום זה לחמם או לקרר אוויר או מים בתוך מבנים.  

ניתן לחשוב על משאבת חום כעל מנוע-חום (או מנוע קורנו) הפועל ברוורס. היא פועלות בניגוד למפל הטמפרטורות (מעבירה חום ממאגר קר למאגר חם) ולכן חייבת לצרוך [[אקסרגיה]].

ניתן לחשוב על משאבת חום כעל מנוע-חום (או מנוע קורנו) הפועל ברוורס. היא פועלות בניגוד למפל הטמפרטורות (מעבירה חום ממאגר קר למאגר חם) ולכן חייבת לצרוך [[אקסרגיה]].

;חימום:

;חימום:

משאבת החום גורמת לאידוי של נוזל קירור (refrigerant) בתוך סליל שנמצא בחוץ. כאשר הנוזל מתאדה הוא שואב חום מהאויר החיצוני. לאחר מכן דוחסים את הגז על ידי מדחס. הגז עובר בתוך סליל שנמצא בתוך המבנה, מתעבה לנוזל, ומשחרר על ידי כך חום לתוך הבית. שינויי הלחץ שנגרמים על ידי המדחס ושסתום ההתפשטות מאפשרים לגז להתפשט בטמפרטורה הנמוכה שיש בחוץ ולהעתבות בטמפרטורה הגבוהה יותר שיש בתוך הבית.  

משאבת החום גורמת לאידוי של נוזל קירור (refrigerant) בתוך סליל שנמצא בחוץ. כאשר הנוזל מתאדה הוא שואב חום מהאויר החיצוני. לאחר מכן דוחסים את הגז על ידי מדחס. הגז עובר בתוך סליל שנמצא בתוך המבנה, מתעבה לנוזל, ומשחרר על ידי כך חום לתוך הבית. שינויי הלחץ שנגרמים על ידי המדחס ושסתום ההתפשטות מאפשרים לגז להתפשט בטמפרטורה הנמוכה שיש בחוץ ולהתעבות בטמפרטורה הגבוהה יותר שיש בתוך הבית.  

;קירור:

;קירור:

לעומת זאת, משאבת חום משתמשת באנרגיה שמוזרמת לתוכה (חשמל לדוגמה), כדי לבצע פעולה מכאנית שאוספת חום מהסביבה, לכן מקדם היעילות האנרגטית שלה יכול להיות גבוה יותר מ-1. במכשירים מסחריים שקיימים כיום (2009) בשוק, ניתן להגיע למקדם יעילות אנרגטית של 3.7 - כלומר וואט אחד שנכנס למערכת מאפשר לספק חום בהיקף של 3.7 וואט. אין כאן הפרה של [[החוק השני של התרמודינמיקה]], שכן מקור האנרגיה שמספק את החום הזה הוא באנרגיה הסולארית שמחממת את האוויר ואת האדמה ומאפשרת קיום של מאגר חום זמין.  

לעומת זאת, משאבת חום משתמשת באנרגיה שמוזרמת לתוכה (חשמל לדוגמה), כדי לבצע פעולה מכאנית שאוספת חום מהסביבה, לכן מקדם היעילות האנרגטית שלה יכול להיות גבוה יותר מ-1. במכשירים מסחריים שקיימים כיום (2009) בשוק, ניתן להגיע למקדם יעילות אנרגטית של 3.7 - כלומר וואט אחד שנכנס למערכת מאפשר לספק חום בהיקף של 3.7 וואט. אין כאן הפרה של [[החוק השני של התרמודינמיקה]], שכן מקור האנרגיה שמספק את החום הזה הוא באנרגיה הסולארית שמחממת את האוויר ואת האדמה ומאפשרת קיום של מאגר חום זמין.  

היעלות התאורטית המקסימלית של משאבת חום מתקבלת על ידי הנוסחה: הטמפרטורה (במעלות קלווין) ביעד (המקום אליו שואבים את החום) חלקי הפרש הטמפרטורות בין מקור החום ליעד החום.  

היעילות התאורטית המקסימלית של משאבת חום מתקבלת על ידי הנוסחה: הטמפרטורה (במעלות קלווין) ביעד (המקום אליו שואבים את החום) חלקי הפרש הטמפרטורות בין מקור החום ליעד החום.  

היות ובדרך כלל בני אדם מעוניינים להשתמש במשאבת החום כדי להביא את המאגר הפנימי לטמפרטורה מסויימת - כמו מים חמים או אוויר נעים, היעילות האנרגטית של משאבת החום תלויה בעיקר בהפרש הטמפרטורות או במילים אחרות בטמפרטורה החיצונית. כמה משאבות חום המבוססות על אוויר לא עובדות היטב כאשר הטמפרטורה יורדת מתחת למינוס חמש מעלות צלזיוס.

היות ובדרך כלל בני אדם מעוניינים להשתמש במשאבת החום כדי להביא את המאגר הפנימי לטמפרטורה מסויימת - כמו מים חמים או אוויר נעים, היעילות האנרגטית של משאבת החום תלויה בעיקר בהפרש הטמפרטורות או במילים אחרות בטמפרטורה החיצונית. כמה משאבות חום המבוססות על אוויר לא עובדות היטב כאשר הטמפרטורה יורדת מתחת למינוס חמש מעלות צלזיוס.

משאבות חום לוקחות חום ממקום קר ומזרימות אותו למקום חם. סוג שימושים אחד הוא כדי להעביר חום מתוך הסביבה החיצונית לתוך הבית. שימושים אלה כוללים חימום של בתים באיזור או בתקופה קרה - באמצעות מיזוג האוויר, רדיאטורים או חימום תת רצפתי. סוג שימוש דומה הוא שימוש במשאבת החום כדי לחמם מים לרחצה או לפעילות אחרת.  

משאבות חום לוקחות חום ממקום קר ומזרימות אותו למקום חם. סוג שימושים אחד הוא כדי להעביר חום מתוך הסביבה החיצונית לתוך הבית. שימושים אלה כוללים חימום של בתים באיזור או בתקופה קרה - באמצעות מיזוג האוויר, רדיאטורים או חימום תת רצפתי. סוג שימוש דומה הוא שימוש במשאבת החום כדי לחמם מים לרחצה או לפעילות אחרת.  

אפשר לחלק את משאבות החום ל-2 סוגים. משאבות חום שלוקחות חום מהאוויר, ומשאבות חום שלוקחות חום מהאדמה. הטכנולוגיה של לקיחת חום מהאוויר היא זולה יותר, ולכן משתשמים בה באקלים ממוזג. עם זאת, טכנולוגיה זו אינה מתאימה לאיזורים קרים יותר, ולכן משתמשים בהם בטכנולוגיה של לקיחת חום מהאדמה, ששומרת על טמפרטורה יציבה יותר במשך עונות השנה.  

אפשר לחלק את משאבות החום ל-2 סוגים. משאבות חום שלוקחות חום מהאוויר, ומשאבות חום שלוקחות חום מהאדמה. הטכנולוגיה של לקיחת חום מהאוויר היא זולה יותר, ולכן משתמשים בה באקלים ממוזג. עם זאת, טכנולוגיה זו אינה מתאימה לאיזורים קרים יותר, ולכן משתמשים בהם בטכנולוגיה של לקיחת חום מהאדמה, ששומרת על טמפרטורה יציבה יותר במשך עונות השנה.  

===קירור===

===קירור===

משאבות החום יכולות לשמש גם כדי להעביר חום מתוך הבית או המפעל, אל הסביבה החיצונית, ובכך להשיג קירור.  דוגמאות נפוצות הן [[מקרר|מקררים]] ומקפיאים, [[מזגן|מזגנים]] ומשאבות חום בעלות מחזור חום שניתן להיפוך כדי לספק טמפרטורה נעימה.  

משאבות החום יכולות לשמש גם כדי להעביר חום מתוך הבית או המפעל, אל הסביבה החיצונית, ובכך להשיג קירור.  דוגמאות נפוצות הן [[מקרר|מקררים]] ומקפיאים, [[מזגן|מזגנים]] ומשאבות חום בעלות מחזור חום שניתן להיפוך כדי לספק טמפרטורה נעימה.  

סוג נפוץ של משאבת חום עובד על ידי ניצול של התכונות הפיזיקליות של אידוי והתעבות של נוזל הידועים כ refrigerant. ביישומים של חימום, איוורור ומיזוג אוויר, המונח משאבת חום מתייחס בדרך כלל למתקן קירור על של אידוי-דחיסה שכולל שסתום היפוך ופולטי חום אופטימליים כך שניתן להפוך את כיוון של זרימת החום.

סוג נפוץ של משאבת חום עובד על ידי ניצול של התכונות הפיזיקליות של אידוי והתעבות של נוזל הידועים כ-refrigerant. ביישומים של חימום, איוורור ומיזוג אוויר, המונח משאבת חום מתייחס בדרך כלל למתקן קירור על של אידוי-דחיסה שכולל שסתום היפוך ופולטי חום אופטימליים כך שניתן להפוך את כיוון של זרימת החום.

==השפעות סביבתיות==

==השפעות סביבתיות==

יש צורך בהשקעת [[אקסרגיה]] כדי להפעיל את משאבת החום, אבל היעילות האנרגטית שלה גדולה בהרבה יחסית לאפשרויות אחרות כמו חימום על ידי שריפת [[דלק מחצבי]] בצורה ישירה או חימום של תנור סליל להט, מסיבה זו משאבות חום מומלצות לצרכי [[שימור אנרגיה]], חסכון בכסף (בעיקר לארגונים גדולים) וחסכון ב[[זיהום אוויר]] או פליטה של [[גזי חממה]] שמקורם בשריפת דלק מחצבי.  

יש צורך בהשקעת [[אקסרגיה]] כדי להפעיל את משאבת החום, אבל היעילות האנרגטית שלה גדולה בהרבה יחסית לאפשרויות אחרות כמו חימום על ידי שריפת [[דלק מחצבי]] בצורה ישירה או חימום של תנור סליל להט, מסיבה זו משאבות חום מומלצות לצרכי [[שימור אנרגיה]], חסכון בכסף (בעיקר לארגונים גדולים) וחסכון ב[[זיהום אוויר]] או פליטה של [[גזי חממה]] שמקורם בשריפת דלק מחצבי.  

בנוסף, קיימות משאבות חום שמתמשות ב[[אנרגיה מתחדשת]] כדי לבצע הפעולה המכאנית משפעילה את שאיבת החום עצמה. דוגמה אחת למשאבת חום כזו היא [[ארובה סולארית]] שמשתמשת בחום השמש כדי ליצור זרימת אוויר שעובר מתחת לאדמה, מתקרר בה ומשמש למיזוג הבית.

בנוסף, קיימות משאבות חום שמשתמשות ב[[אנרגיה מתחדשת]] כדי לבצע הפעולה המכאנית משפעילה את שאיבת החום עצמה. דוגמה אחת למשאבת חום כזו היא [[ארובה סולארית]] שמשתמשת בחום השמש כדי ליצור זרימת אוויר שעובר מתחת לאדמה, מתקרר בה ומשמש למיזוג הבית.

==ראו גם==

==ראו גם==