نصائح وإرشادات لمضخة الحرارة الخاصة بك: ما الذي يجب علي مراعاته عند استخدام نظام تسخين المضخة الحرارية؟

يُعد نظام التدفئة بمضخة الحرارة وسيلة تدفئة فعّالة وصديقة للبيئة، ولكن هناك بعض الأمور التي يجب مراعاتها. من أهمها موقع تركيب مضخة الحرارة. يُنصح بألا يكون موقع التركيب قريبًا من غرف النوم أو المباني المجاورة، وأن تكون المسافة بينه وبينها ثلاثة إلى أربعة أمتار على الأقل. كما يجب مراعاة مواصفات الشركة المصنعة المتعلقة بانبعاثات الضوضاء.

من النقاط المهمة الأخرى المتعلقة بأنظمة التدفئة بالمضخات الحرارية أنه يُفضل تركيبها في المباني الحديثة المعزولة جيدًا والمجهزة بنظام تهوية مركزي. كما يُنصح باستخدام أنظمة تدفئة ذات درجة حرارة تدفق منخفضة، مثل التدفئة الأرضية أو الجدارية. ومع ذلك، إذا كانت المساحة واسعة بما يكفي، يُمكن استخدام المشعات التقليدية.

هناك أيضًا بعض الأمور العامة التي يجب مراعاتها عند استخدام أنظمة التدفئة بالمضخات الحرارية. على سبيل المثال، يجب صيانة المضخات الحرارية وتنظيفها بانتظام لزيادة كفاءتها. علاوة على ذلك، يجب تركيبها وصيانتها من قِبل فنيين مؤهلين فقط لتجنب الأعطال أو التلف.

من المهم جمع معلومات شاملة، وإذا لزم الأمر، طلب المشورة من الخبراء لضمان أفضل كفاءة وأداء ممكن لمضخة الحرارة.

نظام التدفئة بالمضخة الحرارية هو نظام تدفئة صديق للبيئة، يستخرج الطاقة من البيئة (مثل الهواء أو الأرض أو المياه الجوفية) ويستخدمها لتوليد الحرارة في المباني. على عكس أنظمة التدفئة التقليدية التي تحرق الوقود الأحفوري، ما يُنتج ملوثات وغازات دفيئة، تستخدم المضخة الحرارية الطاقة من البيئة، ما يجعلها منخفضة الانبعاثات وفعّالة من حيث التكلفة. هناك أنواع مختلفة من المضخات الحرارية، تختلف باختلاف نوع مصدر الطاقة وتوافره. من الاعتبارات المهمة عند تركيب نظام تدفئة بالمضخة الحرارية موقع الوحدة، إذ يتطلب إمدادًا كافيًا من الهواء أو الماء. كما يجب ألا يكون الموقع قريبًا من غرف النوم أو المباني المجاورة. علاوة على ذلك، عند اختيار المضخة الحرارية، يجب مراعاة مواصفات الشركة المصنعة المتعلقة بانبعاثات الضوضاء. تُعد المضخة الحرارية فعالة بشكل خاص عند استخدامها مع درجات حرارة تدفق منخفضة، على سبيل المثال، مع التدفئة الأرضية أو الجدارية، ولذلك يُنصح بها بشكل خاص للمباني الحديثة المعزولة جيدًا والمزودة بنظام تحكم مركزي في التهوية.

هناك أنواع مختلفة من المضخات الحرارية، تتميز أساسًا بمصدر الحرارة الذي تستخدمه. أكثر الأنواع شيوعًا في المنازل العائلية الفردية والعائلية هي المضخات الحرارية الهوائية، والمضخات الحرارية الأرضية، والمضخات الحرارية الأرضية، والمعروفة أيضًا باسم مضخات الحرارة من المحلول الملحي إلى الماء. تُفرّق هيئات حماية المستهلك بين المضخات الحرارية الهوائية والأرضية والجيوحرارية. كما توجد أنواع من المضخات الحرارية التي تستخدم درجات حرارة متوسطة عالية، على سبيل المثال، لاستغلال الحرارة الصناعية المهدرة. بشكل عام، تعتمد مزايا وعيوب أنواع المضخات الحرارية المختلفة على عوامل مختلفة، مثل الاحتياجات الفردية والخصائص الهيكلية للمبنى، مما يُنصح بشدة باستشارة الخبراء.

تسخين المضخة الحرارية كيف يعمل – الصورة: Xpert.Digital

المضخة الحرارية هي آلة تجمع بين الحرارة والطاقة، تمتص الطاقة الحرارية من خزان بدرجة حرارة أقل وتنقلها - مع طاقة القيادة - كحرارة مفيدة عند درجة حرارة أعلى إلى نظام ليتم تسخينه.

تشكل دورة التبريد عنصرًا أساسيًا في تشغيل مضخة الحرارة وتتم في أربع خطوات:

1. تتبخر
2. ضغط الغاز
3. تكثيف
4. يستريح

تتكرر هذه العملية باستمرار. تستطيع المضخات الحرارية استخلاص الحرارة من مصادر متنوعة، كالهواء المحيط والمياه الجوفية والأرض، وتستخدم الطاقات المتجددة. مع ذلك، لا يكفي هذا الاستخدام وحده لجعل النظام صديقًا للبيئة، إذ يجب أيضًا مراعاة استهلاك الطاقة أثناء التصنيع والتشغيل.

تعمل مضخة الحرارة بشكل أساسي مثل الثلاجة، ولكن بطريقة معاكسة. فهي تستخرج الحرارة من الهواء الخارجي، أو الأرض، أو المياه الجوفية، وترفعها إلى درجة حرارة أعلى، ثم تنقلها إلى نظام التدفئة و/أو الماء الساخن. تعمل المضخة بكفاءة عالية ولا تتطلب صيانة خاصة. وكما هو الحال في الثلاجة، تنقل مضخة الحرارة الحرارة عبر مبادل حراري. فبينما تستخدم الثلاجة التبخر لتبريد داخلها، تستخدم مضخة الحرارة الحرارة المستعادة أثناء التكثيف في المبادل الحراري لأغراض التدفئة. في الواقع، كل منزل لديه ثلاجة مزودة بمضخة حرارية تبرد داخلها عن طريق إزالة الحرارة.

وظيفة المضخة الحرارية – الصورة: Xpert.Digital

المضخة الحرارية تقنية موفرة للطاقة لتدفئة المساحات وتسخين المياه، تعتمد على مبدأ نقل الحرارة. تستخدم المضخة الهواء المحيط كمصدر للحرارة، وترفع درجة حرارته بالضغط قبل نقل الحرارة إلى أنظمة التدفئة وتسخين المياه المنزلية.

لزيادة كفاءة مضخة الحرارة، يُفضّل أن يكون الفرق بين درجة حرارة الغرفة المحيطة ودرجة الحرارة المستهدفة ضئيلاً قدر الإمكان. بهذه الطريقة، تعمل مضخة الحرارة بشكل أقل وتستهلك طاقة أقل.

هناك أنواع مختلفة من المضخات الحرارية، مثل مضخات الحرارة من الهواء إلى الماء، ومضخات الحرارة الحرارية الأرضية، ومضخات الحرارة من الماء إلى الماء، ولكل منها مزايا وعيوب مختلفة، ويجب اختيارها وفقًا للموقع والمتطلبات.

من العوامل المهمة عند اختيار مضخة الحرارة كفاءتها، والتي تُقاس بما يُسمى معامل الأداء (COP). كلما ارتفع معامل الأداء، زادت الكفاءة، وبالتالي انخفضت تكاليف التشغيل.

من المهم أيضًا صيانة مضخة الحرارة بانتظام لزيادة كفاءتها وعمرها الافتراضي. كما تساعد الصيانة الدورية على تحديد المشكلات وحلها مبكرًا، قبل أن تتطلب إصلاحات مكلفة.

تُعد المضخة الحرارية تقنية واعدة لتقليل استهلاك الطاقة وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون في تكنولوجيا البناء، وخاصةً عند دمجها مع الطاقات المتجددة مثل الأنظمة الشمسية أو الكهروضوئية.

مضخة الحرارة الشمسية = طاقة حرارية أرضية + - الصورة: Xpert.Digital / Costazzurra | Shutterstock.com

ويعتبر الجمع بين مضخة الحرارة ونظام الطاقة الشمسية أحد أكثر الطرق فعالية لتدفئة المبنى مع تقليل استهلاك الطاقة وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون في نفس الوقت.

بينما تتطلب المضخات الحرارية الكهرباء كمصدر للحرارة، يُقدم عدد متزايد من مزودي الكهرباء تعريفات خاصة للمضخات الحرارية، تُعرف عادةً باسم كهرباء التدفئة. تُصمم هذه التعريفات لتناسب متطلبات المضخات الحرارية، مما يُسهم في خفض تكاليف التشغيل.

عادةً ما يكون تغيير مزود خدمة التدفئة أمرًا بسيطًا، ويمكن إجراؤه بنفس طريقة تغيير مزود خدمة الكهرباء المنزلية. مع ذلك، من المهم مراجعة شروط العقد وتفاصيل التعرفة بعناية لضمان أن التعرفة المختارة تلبي متطلبات مضخة الحرارة وأن تكون مجدية اقتصاديًا.

يقع سعر كهرباء المضخات الحرارية حاليًا في النطاق المتوسط ​​لأسعار وقود التدفئة الاستهلاكية في ألمانيا، حيث يبلغ حوالي 11.15 سنتًا للكيلوواط/ساعة. مع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن تكاليف التشغيل الفعلية للمضخة الحرارية تعتمد على عوامل مختلفة، مثل كفاءتها، وحجم المبنى، وعادات التدفئة لدى السكان.

إن الجمع بين مضخة الحرارة ونظام الطاقة الشمسية هو وسيلة مستدامة وفعالة لتدفئة المباني، والتي يمكن أن تصبح أكثر اقتصادية من خلال استخدام تعريفات التدفئة الكهربائية الخاصة.

إن الجمع بين مضخة الحرارة ونظام الطاقة الشمسية أمر منطقي، ولكن كفاءة هذا الجمع تعتمد على عوامل مختلفة.

إن الجمع بين مضخة حرارية ونظام شمسي حراري ليس عمليًا جدًا، إذ يؤدي كلا الجهازين نفس المهمة. لذا، يُنصح بالتفكير في الجمع بين مضخة حرارية ونظام كهروضوئي، باستخدام الكهرباء المولدة من النظام الكهروضوئي لتشغيل مضخة الحرارة. يُعد هذا الجمع فعالًا نظرًا لقدرة مضخة الحرارة على العمل بدرجات حرارة تدفق منخفضة، كما هو الحال في التدفئة الأرضية. هذا يُقلل من كمية الطاقة الكهربائية اللازمة لتشغيل مضخة الحرارة.

من الممكن أيضًا دمج مضخة الحرارة مع أنظمة الطاقة الشمسية الحرارية والخلايا الكهروضوئية. ونظرًا لكفاءة الطاقة الشمسية الحرارية العالية، فإنها تتطلب مساحة أقل من الخلايا الكهروضوئية، وبالتالي لا تؤثر تقريبًا على كمية الكهرباء المولدة من النظام الكهروضوئي. ومع ذلك، من المهم مراعاة أن هذا الدمج قد يؤدي إلى ارتفاع تكاليف التركيب.

بشكل عام، تعتمد جدوى وكفاءة دمج مضخة الحرارة مع نظام الطاقة الشمسية الحرارية على عدة عوامل، مثل حجم النظامين، والبنية التحتية الحالية، وتكاليف التركيب، والمتطلبات الخاصة بالمبنى. لذلك، يُنصح باستشارة فني تركيب مؤهل لإيجاد الحل الأمثل لمبناك.