هناك تطورات كبيرة تحدث في عالم سخانات المياه. من المقرر أن تصل سخانات المياه ذات المضخات الحرارية 120 فولت إلى السوق (معظمها بحلول أوائل العام المقبل) مما يسمح لأصحاب المنازل الذين لديهم سخانات مياه تعمل بالغاز بتبديلها بسهولة لسخانات المياه ذات المضخات الحرارية دون ترقيات باهظة الثمن للوحة. يفتح هذا عالم تسخين المياه بكفاءة للعديد من المنازل ، لأنهم لن يضطروا إلى تجديد أسلاك منازلهم لإجراء التبديل.
في أوقات الكوارث السابقة ، ما قبل المناخ ، قد تكون الأخبار حول نوع جديد من سخانات المياه مضحكة. حتى وقت قريب نسبيًا ، لم يفكر أحد كثيرًا في الآلات الكبيرة الشبيهة بالأنابيب ذات الأنابيب والأسلاك التي تخرج منها والموجودة في الخزانات أو الأقبية أو المرائب ، والتي توفر بطريقة ما كل الاستحمام البخاري الذي يمكن أن نرغب فيه.
ومع ذلك، كيف نحن نقوم بتسخين المياه بشكل كبير في جهودنا لإزالة الكربون. سخانات المياه هي ال ثاني أكبر مستخدم للطاقة في منزل نموذجي في الولايات المتحدة ، وقد تساعد نسخة نظيفة من هذه التكنولوجيا المملة في إنقاذ اليوم وكوكبنا. مع سخان المياه المناسب ، يمكننا الحصول على كعكتنا ونأكلها أيضًا: يمكننا الحصول على كل الماء الساخن الذي نحتاجه و ادخر المال ولا تلوث.
سخانات المياه ذات المضخة الحرارية تغير قواعد اللعبة
الصورة بإذن من معهد المباني الجديدة
سخانات المياه ذات المضخات الحرارية هي مثال نادر على رصاصة تكنولوجية فضية. إنهم ينظفون الطريقة التي نقوم بتسخين المياه بها ، ويقللون - ويحتمل أن يقضي على - انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن تسخين المياه. لقد كتبت بالفعل كامل CleanTechnica البند حول الموضوع ، الذي دعوتهم فيه آلات تغيير قواعد اللعبة (صادف أن هذا كان أفضل مقال قرأته في التصوير المقطعي المحوسب على الإطلاق ، وضحك المحرر زاك شاهان أن مقالًا عن سخانات المياه كان الأعلى قراءة لهذا الأسبوع). سخانات المياه ذات المضخات الحرارية هي أكثر كفاءة من تلويث الغاز الطبيعي وسخانات المياه المقاومة الكهربائية القديمة ، مما يعني أن العائلات ستوفر مئات الدولارات سنويًا في تكاليف الطاقة والأطنان الحرفية من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
إصدارات 120 فولت تجعل تبديل الغاز أسهل
إن أدنى فاكهة معلقة لتسخين مياه أكثر كفاءة هو استبدال كل سخان مياه غير فعال ومقاوم للكهرباء بسخان مياه بمضخة حرارية. يستخدم كلاهما 240 فولتًا من الكهرباء ، لذا فإن عملية الانتقال سهلة نسبيًا.
ولكن ماذا عن الآخر 54٪ من سخانات المياه في جميع أنحاء البلاد ، 64 مليون آلة (معظمها تعمل بالغاز الطبيعي) تعمل على تسخين المياه في البلاد؟
أحدث تطور في تسخين المياه بالمضخات الحرارية هو إنتاج إصدار 120 فولت. حتى الآن ، لا تتوفر سخانات المياه ذات المضخات الحرارية إلا بتوصيلات كهربائية بجهد 240 فولت. هناك حاجة إلى 240 فولت من الكهرباء لتشغيل كل من المضخات الحرارية الفعالة (الموجودة في الجزء العلوي من الوحدة) ، وكذلك قضبان المقاومة الكهربائية الاحتياطية. هذه القضبان هي نفس التقنية المستخدمة في سخانات المياه الكهربائية القياسية وتتطلب الكثير من الكهرباء. تستخدم سخانات المياه ذات المضخات الحرارية فقط المقاومة الكهربائية الاحتياطية عندما يكون هناك الكثير من الطلب على الماء الساخن ولا يمكنها مواكبة ذلك ، لكن هذا نادر.
يعمل سخان المياه الجديد بمضخة حرارية 120 فولت على التخلص من عنصر المقاومة الكهربائية. لا تحتوي إلا على مضخة حرارية لتسخين المياه ، لذا فهي تحتاج إلى إمداد أقل بالكهرباء (لكنها لا تزال قادرة على توفير كل الماء الساخن الذي تحتاجه - انظر أدناه).
ما يقدر بـ 50 ٪ من سخانات المياه بالغاز بها خط كهربائي يعمل على مفتاح الإشعال لإشعال ألسنة اللهب. نظرًا لأن لديهم بالفعل مصدرًا للكهرباء ، فمن السهل إيقاف تشغيلهم لسخانات المياه الجديدة بمضخة حرارية 120 فولت.
قبل هذا الإصدار 120 فولت من سخانات المياه بمضخة الحرارة ، كان من الضروري زيادة حجم الأسلاك إلى سلك 240 فولت في اللوحة الكهربائية من أجل التبديل من الغاز إلى سخانات المياه ذات المضخة الحرارية. فعلت عائلتي هذا في وحدة السكن التبعي (شقة ملحقة بمنزلنا). إنه قابل للتنفيذ ، لكنه يضيف عملاً ونفقات إضافية. مع هذا الإصدار الجديد من سخانات المياه بالمضخة الحرارية ، يمكن بسهولة استبدال نصف سخانات المياه بالغاز في البلاد المزودة بالكهرباء بجهد 120 فولت بسهولة بسخانات مياه بمضخة حرارية دون تشغيل خط كهربائي جديد.
هل تستطيع سخانات المياه ذات المضخة الحرارية 120 فولت تسخين كل الماء الذي أحتاجه؟
الصورة بإذن من معهد المباني الجديدة
على الرغم من عدم امتلاكها للمقاومة الكهربائية الاحتياطية ، إلا أن سخانات المياه 120 فولت لا تزال قادرة على توصيل جميع سخانات المياه الساخنة اللازمة ، خاصة للأسر التي تضم 2-4 أشخاص.
في باقة ندوة عبر الإنترنت الأخيرة, جيف ويكس من NEEA وصفت كيف تقوم كل 10 درجات بتشغيل سخان المياه فوق 120 درجة القياسية ، كما لو أنك تحصل على 10 جالونات إضافية من تخزين الماء الساخن. على سبيل المثال ، في فصل الشتاء ، أقوم بتحويل سخان المياه بمضخة حرارية سعة 50 جالونًا لعائلتي من 120 إلى 140 درجة وهذه 20 درجة إضافية تسمح لسخان المياه بالعمل مثل سخان ماء سعة 70 جالونًا لأنه يحتوي على المزيد من الماء الساخن لخلطه مع الماء البارد . تعني هذه الإستراتيجية أنه يجب أن تكون أكثر حرصًا مع الماء الأكثر سخونة وأن يكون لديك أجهزة مضادة للحروق على حنفياتك حتى لا تؤذي المياه الساخنة أنت أو أطفالك.
تأتي سخانات المياه بمضخة حرارة 120 فولت مع صمام خلط إلكتروني مدمج في سخان المياه نفسه. يسمح صمام الخلط هذا للمالكين بالحفاظ على مياههم عند درجة حرارة أعلى ، وعندما يغادر الماء الخزان ، سيختلط الصمام "بالكمية الدقيقة من الماء البارد اللازمة لضمان خروج الماء من الصنبور بالضبط بدرجة الحرارة المرغوبة المحددة بواسطة صاحب المنزل ". (مصدر) وبالتالي فإن أصحاب المنازل سيخزنون مياههم في درجة حرارة أعلى وسيتأكد سخان المياه من أنها لا تزال آمنة. ستوفر درجة الحرارة المرتفعة هذه المزيد من الماء الساخن ، وبالتالي سيكون سخان المياه 120 فولت قادرًا على مواكبة الطلب على الرغم من أنه يسترد بشكل أبطأ بدون دعم المقاومة الكهربائية.
على الرغم من أن عائلتي لديها سخان مياه بمضخة حرارية بجهد 240 فولت ، فإننا نتركه حصريًا في "وضع المضخة الحرارية" بحيث نقوم بتسخين المياه بكفاءة أكبر ولا نعتمد أبدًا على المقاومة الكهربائية الاحتياطية. في الأساس ، كنا نعيش مع سخان مياه بمضخة حرارية 120 فولت لمدة أربع سنوات حتى الآن ، وتجربتنا المباشرة هي أنه يتعافى بسرعة كبيرة ويوفر كل الماء الساخن اللازم لعائلة مكونة من أربعة أفراد بالإضافة إلى تأجير Airbnb.
متى يمكنني الحصول على سخان المياه بمضخة الحرارة؟
سخانات المياه هذه قادمة للتو في السوق. سألت خبير سخانات المياه أمروتا خانولكار ، من معهد المباني الجديدة، متى يجب أن يكونوا جاهزين للشراء. أجابت، "طرازات ريم جاهزة للسوق والدائرة المخصصة متاحة للبيع بالفعل. ومن المتوقع أن تكون باقي الشركات المصنعة والنماذج جاهزة للإنتاج بحلول الربع الأول من عام 1. "
يوفر الجدول أدناه جميع العلامات التجارية المتاحة لكل من 240 فولت و 120 مع إصدارات 120 فولت التي يشار إليها على أنها "ناشئة".
الصورة بإذن من معهد المباني الجديدة
لذا ابدأ في وضع خطة لإغلاق سخان الماء بالغاز الخاص بك لسخان المياه بمضخة حرارية 120 فولت ، خاصة إذا كان لديك سخان مياه يعمل بالغاز مع خط كهربائي. تعمل سخانات المياه ذات المضخات الحرارية بقوة 120 فولت على توفير إمكانية تسخين المياه الكهربائية بكفاءة لملايين المنازل الأخرى ، مما يوفر أداة رئيسية للأفراد لتقليل انبعاثاتهم ومكافحة تغير المناخ.
شكراً جزيلاً لجيف ويكيس وأمروتا خانولكار لمشاركة خبراتهم في هذا المقال. تحقق من أ ندوة عبر الإنترنت الأخيرة لقد شاركت في استضافتها للمؤسسة غير الربحية كهربة الآن حيث قدم كل من جيف وأمروتا هذه التكنولوجيا التي تغير قواعد اللعبة. منظمة Amruta هي جزء من مبادرة تسخين المياه المتقدمة ، وهي مبادرة تدرس وتعزز كفاءة تسخين المياه. لمعرفة المزيد ، اقرأ هنا.
هل تقدر أصالة CleanTechnica؟ النظر في أن تصبح عضو في CleanTechnica أو داعم أو فني أو سفير - أو راعي على Patreon.
أفلاطون. Web3 مُعاد تصوره. تضخيم ذكاء البيانات.
انقر هنا للوصول.
