المضخة الحرارية مقابل الفرن: الفرق والمقارنة

الشتاء متعب حقًا ، فنحن بحاجة حرفيًا إلى كل شيء دافئ ، وبالتالي فإن اختراع المضخة الحرارية والفرن وفر ليالينا المتجمدة في ليلة دافئة.

المضخة الحرارية هي آلة مولدة للحرارة ، حيث يتعين عليك معالجة سائل الثلاجة وتحويله إلى غاز حراري. حيث ، الفرن هو مسخن حراري تقليدي يتم تشغيله إما بالغاز الطبيعي أو الزيت أو الوقود.

الوجبات السريعة الرئيسية

1. تقوم المضخات الحرارية بنقل الحرارة من مكان إلى آخر ، بينما تولد الأفران الحرارة عن طريق حرق الوقود.
2. تعد المضخات الحرارية أكثر كفاءة في استخدام الطاقة وصديقة للبيئة من الأفران.
3. تعتبر الأفران أكثر ملاءمة للمناخات الباردة ، بينما تعمل مضخات الحرارة بشكل أفضل في المناطق ذات درجات الحرارة المعتدلة.

المضخة الحرارية مقابل الفرن

المضخة الحرارية هي نظام تسخين ينقل الحرارة من مكان إلى آخر باستخدام مادة التبريد لتوفير كل من التدفئة والتبريد. تعتبر المضخات الحرارية أكثر كفاءة في المناخات المعتدلة. الفرن هو نظام تسخين يولد الحرارة عن طريق حرق الوقود. تكون الأفران أكثر كفاءة في درجات الحرارة شديدة البرودة.

تُعرف المضخة الحرارية أيضًا باسم مكيف الهواء، حيث تضخ الهواء الخارجي ثم تنقله إلى الداخل إما لتبريد/تدفئة الغرفة.

هناك ستة أنواع من المضخات الحرارية تعتمد على مصادرنا ؛ مضخات الحرارة الهجينة ، ومضخات تسخين مصدر المياه ، ومضخات حرارة العادم ، ومضخات حرارية من مصدر الهواء ، ومضخات حرارية أرضية ، ومضخات حرارية تعمل بالطاقة الشمسية.

الفرن، المعروف أيضًا باسم السخان أو المرجل، هو جهاز منزلي يمكنه توليد الحرارة في جميع أنحاء المبنى.

يشمل الفرن الأساسي أي نوع من أنواع الوقود هذه ؛ الغاز الطبيعي والنفط والكهرباء والبروبان كمكونات أساسية لتوليد الحرارة.

في الغالب ، يشتمل الفرن التقليدي على احتراق الفحم أو الغازات الطبيعية على سطح مغلق. 

جدول المقارنة

معلمات المقارنة	مضخة الحرارة	فرن
تعريف	إنه جهاز كهربائي ينقل الحرارة / التبريد يحول التبريد إلى غاز ساخن في ملف أو العكس.	الفرن هو نظام تسخين يولد الحرارة عن طريق حرق الزيت / الغاز الطبيعي.
اخترع	اخترع Peter Von Rittinger أول مضخة حرارية في 1855-1857.	أليس إتش باركر هي مخترعة أول فرن عام 1885.
أغراض	تقوم مضخة الحرارة بنقل الهواء البارد / الساخن إلى غاز دافئ أو بارد في منطقة مغلقة.	الفرن يستخدم لتوليد الحرارة للمنازل خلال فصل الشتاء وكذلك لصهر المعادن.
تقنية	المعالجة بسائل التبريد إلى ملف المبخر ثم تطلق الغاز في ضاغط يحول الهواء الساخن.	ويولد احتراق الغاز الطبيعي أو الزيت حرارة للمنازل المطلوبة.
العمر المتوقع	تعمل المضخة الحرارية التي يتم صيانتها جيدًا بشكل فعال لمدة تصل إلى 10-15 عامًا.	عمر الفرن 20-25 سنة.

ما هي المضخة الحرارية؟

الغرض من المضخة الحرارية هو نقل الحرارة من بيئة أبرد إلى بيئة أكثر دفئًا. ومع ذلك ، فإنه يستخدم أيضًا لتبريد الأسطح المغلقة. في 1855-1857 ، تم تقديم أول مضخة حرارية في العالم بواسطة Peter von Rittinger.

يعد الضاغط والمكثف وصمام التمدد والمبخر أربعة من المكونات الأساسية للمضخة الحرارية. الخطوة الأولى في معالجة المضخة الحرارية هي ضخ سائل التبريد إلى ملف المبخر.

ثانيًا ، يتم امتصاصه في الغاز ويدخل في الضاغط. 

بعد ضغط الغاز تزداد درجة حرارة الغاز وتتحول في النهاية إلى غاز ساخن في ملف الضاغط. ثالثًا ، يأتي من خلال المكثف ، حيث يتم تبريد الحرارة الزائدة وتكثيفها.

وأخيرًا ، يعمل صمام التمدد على تقليل ضغط الغاز ، وفي نفس الوقت بدأت العملية مرة أخرى. 

وهذه هي الطريقة التي تستخرج بها المضخة الحرارية الحرارة من مكان إلى آخر باستخدام الطاقة الميكانيكية.

عند الحديث عن سلبياتها وإيجابياتها ، فإن المضخة الحرارية لها تكاليف تشغيل وصيانة أقل ، وتقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ، وهي موثوقة وطويلة الأمد وصديقة للبيئة وفعالة للغاية.

على العكس من ذلك ، من الصعب جدًا تركيبها ، وتتطلب كهرباء ، وتكاليف تركيب مقدمة عالية ، ويمكن أن يؤدي الطقس القاسي إلى حدوث خلل في الجهاز.   

ما هو الفرن؟

بدلاً من امتلاك مكيف هواء فردي ، يتم تركيب فرن بشكل دائم لتوفير الحرارة لجميع المقيمين في ذلك المبنى.

يتبع الفرن طريقة تقليدية حيث يتم استخدام الطين والطوب وبعض العناصر فقط. بنفس الطريقة ، كلمة فرن مشتق من الكلمة اللاتينية Fornax ، والتي تعني فرن.

ومع ذلك ، تم منح Alice H. Parker الفضل في اختراع فرن يعمل بالغاز الطبيعي. يستخدم الفرن أيضًا كجهاز لصهر المعادن ، والصب ، وتغيير خصائص العناصر وأشكالها ، وغير ذلك الكثير.

علاوة على ذلك ، يتم تصنيف الفرن إلى أربع فئات بناءً على كفاءتهم وتصميماتهم ، وهي السحب الطبيعي ، والهواء القسري ، والجسر القسري ، والتكثيف. 

يؤدي احتراق الغازات الطبيعية أو الزيت بالفرن إلى نظام الإشعال. بعد ذلك ، يتم تخزين هذا الهواء المشتعل في غرفة الاحتراق وإرساله إلى المنازل من خلال فتحات التهوية. 

علاوة على ذلك ، فإن كل نوع من الأفران له عيوبه وإيجابياته اعتمادًا على تكاليفه وكفاءته ومصدره ، على سبيل المثال ، تتسبب الأفران الكهربائية في ارتفاع فواتير المرافق مقارنةً بأنواع الأفران الأخرى.

ومع ذلك ، فإن الأفران غير مكلفة للغاية ، ولها عمر طويل ، وموثوقة للغاية ، وفي بعض الأحيان تنتج كمية كبيرة من الحرارة باستخدام مروحة نفخ صاخبة. 

الاختلافات الرئيسية بين المضخة الحرارية والفرن

1. تولد المضخة الحرارية إما هواءًا باردًا في هواء دافئ ، والعكس صحيح. في حين أن الفرن يطلق الهواء الساخن فقط في فتحات التهوية في المنازل. 
2. تحتوي المضخة الحرارية على أربعة مكونات أساسية هي الضاغط والمكثف وصمام التمدد والمبخر. من ناحية أخرى ، يحتوي الفرن على أربعة مكونات مثل الموقد ، والمبادل الحراري ، ومروحة النفخ ، والمداخن. 
3. اخترع Peter Von Rittinger المضخة الحرارية في عام 1855 ، ولكن تم تقديم الفرن بواسطة Alice H. Parker في وقت لاحق في عام 1885. 
4. بالحديث عن الآلية ، فإن المضخة الحرارية هي جهاز يستخدم الكهرباء لتوليد الحرارة. بعد تطبيق سائل التبريد على ملف المبخر ، يتم إطلاق الغاز في ضاغط ، والذي يقوم بعد ذلك بتحويل الهواء الساخن ويمر عبر المكثف ، الذي يبرد ويكثف الحرارة الزائدة. . وفي الوقت نفسه ، يتم تنشيط نظام الإشعال بالفرن عن طريق احتراق الغازات الطبيعية أو الزيت. ثم يتم حفظ هذا الهواء المشتعل في غرفة الاحتراق وتوزيعه على المنازل عبر فتحات ويستخدم أيضًا في إذابة الأشياء.
5. تُعرف المضخة الحرارية أيضًا باسم مكيفات الهواء. ومع ذلك ، فإن الأفران تسمى أيضًا السخانات أو الغلايات.

مراجع حسابات

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030626191000228X
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0009250995001247