47,332
עריכות
שינויים
קפיצה לניווט
קפיצה לחיפוש
שורה 1:
שורה 1: + + + + + + + + + + + + + + − ניתן לחשוב על משאבות חום כעל מנוע-חום (או מנוע קורנו) הפועל ברוורס. 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. בדרך כלל משאבות חום שואבות חום מתוך האוויר או מתוך הקרקע, כמה משאבות חום המבוססות על אוויר לא עובדות היטב כאשר הטמפרטורה יורדת מתחת למינוס חמש מעלות צלזיוס. + + + + + + +
אין תקציר עריכה
'''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]].
==היעילות האנרגטית של משאבות חום==
משאבות חום יכולות לספק אנרגיה רבה יותר מזו שהושקעה בהן על ידי פעילות אנושית, ולמעשה הן יכולות להחשב כסוג של מכשיר לניצול [[אנרגיה סולארית]]. אך בניגוד ל[[תא פוטו-וולטאי]] או [[אנרגיה תרמו סולארית]] היא בכל מקרה צורכת אקסרגיה ולא מייצרת אותה.
כאשר מחממים חדר באמצעות תנור סליל להט, החשמל זורם בסליל וגורם לחיכוך שהופך את ה[[אקסרגיה]] לחום. לפי החוק הראשון של התרמודינמיקה יש שימור של כמות האנרגיה (אנרגיה חשמלית-> אנרגיית חום), לכן מקדם היעילות האנרגטית (COP) המקסימלי של תנור כזה היא 1. כלומר וואט אחד של אנרגיה חשמלית שנכנס לתנור נותן וואט אחד של חום.
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) לחלק 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.
==שימושים של משאבות חום==
רוב הטכנולוגיות של משאבות חום הן של העברת חום ממקור חום בעל טמפרטורה קרה אל יעד בעל טמפרטורה חמה יותר. דוגמאות נפוצות הן [[מקרר|מקררים]] ומקפיאים, [[מזגן|מזגנים]] ומשאבות חום בעלות מחזור חום שניתן להיפוך כדי לספק טמפרטורה נעימה. ניתן להשתמש במשאבות חום גם לכיוון ההפוך - כלומר לשם חימום היעד - כמו לדוגמה לשם חימום מים, חימום מבנים וכו'.
רוב הטכנולוגיות של משאבות חום הן של העברת חום ממקור חום בעל טמפרטורה קרה אל יעד בעל טמפרטורה חמה יותר. דוגמאות נפוצות הן [[מקרר|מקררים]] ומקפיאים, [[מזגן|מזגנים]] ומשאבות חום בעלות מחזור חום שניתן להיפוך כדי לספק טמפרטורה נעימה. ניתן להשתמש במשאבות חום גם לכיוון ההפוך - כלומר לשם חימום היעד - כמו לדוגמה לשם חימום מים, חימום מבנים וכו'.
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==
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.
==קישורים חיצוניים==
==קישורים חיצוניים==