فازت شركة هين بجائزة أخرى لتطبيقات توفير الطاقة

توفير 3.422 مليون كيلوواط ساعة مقارنة بالغلاية الكهربائية! في الشهر الماضي، فازت شركة هين بجائزة أخرى لتوفير الطاقة لمشروع المياه الساخنة في الجامعة.

اختارت ثلث الجامعات في الصين سخانات المياه التي تعمل بالطاقة الهوائية من شركة هين. وقد حازت مشاريع تسخين المياه من هين، المنتشرة في كبرى الجامعات والكليات، على جائزة "أفضل تطبيق لتكامل الطاقة المتعددة لمضخات الحرارة" لسنوات عديدة. وتُعد هذه الجوائز دليلاً على الجودة العالية لمشاريع تسخين المياه من هين. 

تتناول هذه المقالة مشروع تجديد نظام تسخين المياه في سكن الطلاب بحرم هواجين التابع لجامعة آنهوي للمعلمين، والذي فاز فيه هين بجائزة "أفضل تطبيق لمضخة حرارية تكميلية متعددة الطاقة" في مسابقة تصميم تطبيقات أنظمة المضخات الحرارية لعام 2023. وسنناقش جوانب التصميم، وأثر الاستخدام الفعلي، وابتكار المشروع بشكل منفصل.

مخطط التصميم

يعتمد هذا المشروع ما مجموعه 23 وحدة من مضخات الحرارة ذات المصدر الهوائي Hien KFXRS-40II-C2 لتلبية احتياجات المياه الساخنة لأكثر من 13000 طالب في حرم هواجين التابع لجامعة آنهوي للمعلمين.

يستخدم المشروع سخانات مياه تعمل بمضخات حرارية هوائية ومائية، بإجمالي 11 محطة طاقة. تُسخّن المياه في حوض الحرارة المهدرة بواسطة سخان مياه يعمل بمضخة حرارية بنسبة 1:1، بينما يُسخّن الجزء المتبقي بواسطة مضخة حرارية هوائية ويُخزّن في خزان الماء الساخن المُنشأ حديثًا. بعد ذلك، تُستخدم مضخة مياه متغيرة التردد لتزويد الحمامات بالماء بدرجة حرارة وضغط ثابتين. يُشكّل هذا النظام دورة مستدامة تضمن إمدادًا مستمرًا بالماء الساخن.

أثر الاستخدام الفعلي

ترشيد الطاقة:

تُحقق تقنية المضخة الحرارية المائية المستخدمة في هذا المشروع، والتي تعتمد على إعادة تدوير الحرارة المهدرة، أقصى استفادة من هذه الحرارة، حيث تُصرّف مياه الصرف الصحي بدرجة حرارة منخفضة تصل إلى 3 درجات مئوية، وتستهلك كمية ضئيلة (حوالي 14%) من الطاقة الكهربائية لتشغيلها، مما يُحقق إعادة تدوير الحرارة المهدرة بنسبة 86% تقريبًا. ويُوفر هذا المشروع 3.422 مليون كيلوواط/ساعة مقارنةً بالغلايات الكهربائية!

 تتيح تقنية التحكم بنسبة 1:1 تطبيق ظروف تشغيل مختلفة تلقائيًا لضمان التوازن بين العرض والطلب. في حالة استخدام مياه الصنبور بدرجة حرارة أعلى من 12 درجة مئوية، يتحقق الهدف المتمثل في إنتاج طن واحد من الماء الساخن للاستحمام من طن واحد من مياه الصرف الصحي للاستحمام.

تُفقد طاقة حرارية تتراوح بين 8 و10 درجات مئوية أثناء الاستحمام. ومن خلال تقنية الاستفادة المتسلسلة من الحرارة المهدرة، يتم خفض درجة حرارة مياه الصرف الصحي، ويتم الحصول على طاقة حرارية إضافية من مياه الصنبور لتعويض الطاقة الحرارية المفقودة أثناء الاستحمام، وذلك لتحقيق إعادة تدوير الحرارة المهدرة من الاستحمام، وتحقيق أقصى قدر من إنتاج الماء الساخن، والكفاءة الحرارية، واستعادة الحرارة المهدرة.

حماية البيئة والحد من الانبعاثات:

في هذا المشروع، يُستخدم الماء الساخن المُستعمل لإنتاج الماء الساخن بدلاً من الوقود الأحفوري. وبفضل إنتاج 120 ألف طن من الماء الساخن (بتكلفة طاقة لا تتجاوز 2.9 يوان صيني للطن الواحد)، وبالمقارنة مع الغلايات الكهربائية، يُوفر هذا المشروع 3.422 مليون كيلوواط/ساعة من الكهرباء ويُقلل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بمقدار 3,058 طنًا.

ملاحظات المستخدمين:

كانت الحمامات قبل التجديد بعيدة عن السكن، وكثيراً ما كانت هناك طوابير طويلة للاستحمام. أما الأمر الأكثر إزعاجاً فكان عدم استقرار درجة حرارة الماء أثناء الاستحمام.

 بعد تجديد الحمام، تحسّنت بيئة الاستحمام بشكل ملحوظ. لم يقتصر الأمر على توفير الكثير من الوقت بدلاً من الانتظار في الطوابير، بل الأهم من ذلك هو ثبات درجة حرارة الماء عند الاستحمام في فصل الشتاء البارد.

ابتكار المشروع

1- تتميز المنتجات بصغر حجمها، واقتصاديتها، وسهولة تسويقها.

 يتم توصيل مياه الصرف الصحي للاستحمام ومياه الصنبور بسخان المياه بمضخة حرارية، حيث ترتفع درجة حرارة مياه الصنبور فورًا من 10 درجات مئوية إلى 45 درجة مئوية للاستحمام، بينما تنخفض درجة حرارة مياه الصرف الصحي فورًا من 34 درجة مئوية إلى 3 درجات مئوية للتصريف. لا يوفر نظام الاستخدام المتتالي للحرارة المهدرة في سخان المياه بالمضخة الحرارية الطاقة فحسب، بل يوفر المساحة أيضًا. إذ تشغل المضخة ذات سعة 10P مساحة 1 متر مربع فقط، بينما تشغل المضخة ذات سعة 20P مساحة 1.8 متر مربع.

2- استهلاك منخفض للغاية للطاقة، مما يخلق مسارًا جديدًا لتوفير الطاقة والمياه

 تُعاد تدوير الحرارة المهدرة من مياه الصرف الصحي الناتجة عن الاستحمام، والتي يتجاهلها الناس ويتخلصون منها دون جدوى، وتحويلها إلى مصدر طاقة نظيفة ومستمر. تُتيح هذه التقنية، التي تعتمد على مضخات حرارية ذات كفاءة طاقة عالية وتكلفة منخفضة لكل طن من الماء الساخن، مسارًا جديدًا لترشيد استهلاك الطاقة وخفض الانبعاثات الناتجة عن استخدام الحمامات في الكليات والجامعات.

3- تقنية المضخة الحرارية التي تستخدم الحرارة المهدرة المتتالية هي الأولى من نوعها محلياً ودولياً

 تهدف هذه التقنية إلى استخلاص الطاقة الحرارية من مياه الصرف الصحي الناتجة عن الاستحمام، وإنتاج كميات متساوية من الماء الساخن للاستحمام من نفس كمية مياه الصرف الصحي، وذلك لإعادة تدوير الطاقة الحرارية. في ظل ظروف التشغيل القياسية، تصل قيمة معامل الأداء (COP) إلى 7.33، وفي التطبيقات العملية، يتجاوز متوسط ​​نسبة كفاءة الطاقة الشاملة السنوية 6.0. يتم زيادة معدل تدفق مياه الصرف الصحي ورفع درجة حرارتها عند التصريف للحصول على أقصى قدرة تسخين في الصيف؛ بينما في الشتاء، يتم تقليل معدل التدفق وخفض درجة حرارة مياه الصرف الصحي عند التصريف، وذلك لتعظيم الاستفادة من الحرارة المهدرة.