نصائح وإرشادات لمضخة الحرارة الخاصة بك: ما الذي يجب علي مراعاته عند تركيب نظام تدفئة بمضخة حرارة؟

يُعد نظام التدفئة بمضخة حرارية وسيلة تدفئة فعّالة وصديقة للبيئة، ولكن ثمة بعض الأمور التي يجب مراعاتها. من أهمها موقع تركيب المضخة الحرارية. يُنصح بعدم تركيبها بالقرب من غرف النوم أو المباني المجاورة، ويُفضّل ترك مسافة لا تقل عن ثلاثة إلى أربعة أمتار. إضافةً إلى ذلك، يجب الالتزام بمواصفات الشركة المصنّعة فيما يتعلق بمستويات الضوضاء.

من النقاط المهمة الأخرى المتعلقة بأنظمة التدفئة بمضخات الحرارة، أنه يُفضل تركيبها في المباني الحديثة المعزولة جيدًا والمزودة بنظام تهوية مركزي. كما يُنصح باستخدام أنظمة التدفئة ذات درجة حرارة تدفق منخفضة، مثل التدفئة الأرضية أو الجدارية. مع ذلك، إذا كانت المساحة كبيرة بما يكفي، يمكن استخدام المشعات التقليدية أيضًا.

هناك أيضًا بعض الأمور العامة التي يجب مراعاتها عند استخدام أنظمة التدفئة بمضخات الحرارة. على سبيل المثال، ينبغي صيانة مضخات الحرارة وتنظيفها بانتظام لزيادة كفاءتها إلى أقصى حد. علاوة على ذلك، يجب أن يتم تركيب مضخات الحرارة وصيانتها فقط بواسطة فنيين مؤهلين لتجنب المشاكل أو التلف.

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

نظام التدفئة بمضخة حرارية هو نظام تدفئة صديق للبيئة يستخلص الطاقة من البيئة (مثل الهواء أو الأرض أو المياه الجوفية) ويستخدمها لتوليد الحرارة في المباني. على عكس أنظمة التدفئة التقليدية التي تحرق الوقود الأحفوري وتُصدر ملوثات وغازات دفيئة، تستخدم المضخة الحرارية الطاقة من البيئة، مما يجعلها منخفضة الانبعاثات وفعالة من حيث التكلفة. توجد أنواع مختلفة من المضخات الحرارية، تختلف باختلاف نوع مصدر الطاقة ومدى توافره. من الاعتبارات المهمة عند تركيب نظام التدفئة بمضخة حرارية موقع الوحدة، حيث يلزم توفير كمية كافية من الهواء أو الماء. كما يجب ألا يكون الموقع بالقرب من غرف النوم أو المباني المجاورة. علاوة على ذلك، عند اختيار المضخة الحرارية، ينبغي مراعاة مواصفات الشركة المصنعة فيما يتعلق بمستويات الضوضاء. تُعد المضخة الحرارية فعالة بشكل خاص عند استخدامها مع درجات حرارة منخفضة، كما هو الحال مع التدفئة الأرضية أو الجدارية، ولذلك يُوصى بها بشكل خاص للمباني الحديثة المعزولة جيدًا والمزودة بنظام تهوية مركزي.

تتنوع أنواع المضخات الحرارية، ويُفرّق بينها أساسًا مصدر الحرارة المستخدم. أكثر الأنواع شيوعًا في المنازل ذات العائلة الواحدة أو العائلتين هي المضخات الحرارية الهوائية، والمضخات الحرارية الأرضية، والمضخات الحرارية الجوفية، والمعروفة أيضًا بمضخات تحويل المحلول الملحي إلى ماء. وتُفرّق هيئات حماية المستهلك بين هذه الأنواع الثلاثة. كما توجد أنواع من المضخات الحرارية تستخدم درجات حرارة متوسطة عالية، على سبيل المثال، لاستغلال الحرارة المهدرة في الصناعة. وبشكل عام، تعتمد مزايا وعيوب أنواع المضخات الحرارية المختلفة على عوامل متعددة، كالاحتياجات الفردية والخصائص الإنشائية للمبنى، مما يجعل استشارة الخبراء أمرًا بالغ الأهمية.

وظيفة نظام التدفئة بالمضخة الحرارية – الصورة: Xpert.Digital

المضخة الحرارية هي آلة تجمع بين الحرارة والطاقة، حيث تمتص الطاقة الحرارية من خزان عند درجة حرارة منخفضة، وتقوم - جنبًا إلى جنب مع طاقة التشغيل - بنقلها كحرارة قابلة للاستخدام عند درجة حرارة أعلى إلى نظام يتم تسخينه.

تُعد دورة التبريد عنصرًا أساسيًا في تشغيل المضخة الحرارية، وتتم في أربع خطوات:

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

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

تعمل المضخة الحرارية بشكل أساسي كالثلاجة، ولكن بالعكس. فهي تستخلص الحرارة من الهواء الخارجي أو الأرض أو المياه الجوفية، وترفع درجة حرارتها، ثم تنقلها إلى نظام التدفئة و/أو نظام الماء الساخن. تعمل المضخة الحرارية بكفاءة عالية ولا تتطلب صيانة خاصة. وكما هو الحال في الثلاجة، تنقل المضخة الحرارية الحرارة عبر مبادل حراري. فبينما تستخدم الثلاجة التبخر لتبريد محتوياتها، تستخدم المضخة الحرارية الحرارة المستعادة أثناء التكثيف في المبادل الحراري لأغراض التدفئة. في الواقع، يوجد في كل منزل ثلاجة مزودة بمضخة حرارية تبرد محتوياتها الداخلية عن طريق سحب الحرارة.

وظيفة المضخة الحرارية – الصورة: Xpert.Digital

تُعدّ المضخة الحرارية تقنية موفرة للطاقة لتدفئة المساحات وتوفير المياه الساخنة، وتعتمد على مبدأ انتقال الحرارة. فهي تستخدم الهواء المحيط كمصدر للحرارة، وترفع درجة حرارته عن طريق الضغط قبل نقل الحرارة إلى أنظمة التدفئة والمياه الساخنة المنزلية.

لتحقيق أقصى كفاءة لمضخة الحرارة، يُفضّل أن يكون الفرق في درجة الحرارة بين درجة حرارة المحيط ودرجة حرارة الغرفة المستهدفة في أدنى حد ممكن. بهذه الطريقة، تعمل مضخة الحرارة بشكل أقل وتستهلك طاقة أقل.

توجد أنواع مختلفة من المضخات الحرارية، مثل المضخات الحرارية من الهواء إلى الماء، والمضخات الحرارية الجوفية، والمضخات الحرارية من الماء إلى الماء، ولكل منها مزايا وعيوب مختلفة، ويجب اختيارها وفقًا للموقع والمتطلبات.

يُعدّ عامل الكفاءة من أهم العوامل عند اختيار مضخة حرارية، ويُقاس ذلك بما يُعرف بمعامل الأداء (COP). فكلما ارتفع معامل الأداء، زادت الكفاءة، وبالتالي انخفضت تكاليف التشغيل.

من المهم أيضاً صيانة مضخة الحرارة بانتظام لزيادة كفاءتها وعمرها الافتراضي. كما تساعد الصيانة الدورية على تحديد المشاكل وحلها مبكراً، قبل أن تتفاقم وتؤدي إلى إصلاحات مكلفة.

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

مضخة حرارية شمسية = طاقة حرارية أرضية + – الصورة: Xpert.Digital / Costazzurra|Shutterstock.com

يُعتبر الجمع بين المضخة الحرارية ونظام الطاقة الشمسية أحد أكثر الطرق فعالية لتدفئة المبنى مع تقليل استهلاك الطاقة وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الوقت نفسه.

رغم أن المضخات الحرارية تتطلب الكهرباء كمصدر للحرارة، إلا أن عدداً متزايداً من مزودي الكهرباء يقدمون تعريفات خاصة بها، تُعرف غالباً باسم "كهرباء التدفئة". هذه التعريفات مصممة خصيصاً لتلبية احتياجات المضخات الحرارية، ويمكن أن تساعد في خفض تكاليف التشغيل.

عادةً ما يكون تغيير مزود الكهرباء للتدفئة عمليةً بسيطة، ويمكن إجراؤها بنفس طريقة تغيير مزود الكهرباء المنزلي. مع ذلك، من المهم مراجعة بنود العقد وتفاصيل التعرفة بدقة للتأكد من أن التعرفة المختارة تلبي متطلبات مضخة التدفئة وتكون مجدية اقتصاديًا.

يقع سعر الكهرباء اللازمة لتشغيل المضخات الحرارية حاليًا ضمن النطاق المتوسط ​​لأسعار وقود التدفئة في ألمانيا، حيث يبلغ حوالي 11.15 سنتًا لكل كيلوواط ساعة. مع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن تكاليف التشغيل الفعلية للمضخة الحرارية تعتمد على عوامل مختلفة، مثل كفاءة المضخة، ومساحة المبنى، وعادات التدفئة لدى السكان.

يُعد الجمع بين المضخة الحرارية والنظام الشمسي طريقة مستدامة وفعالة لتدفئة المباني، ويمكن جعلها أكثر اقتصادية باستخدام تعريفات خاصة للكهرباء المستخدمة في التدفئة.

إن الجمع بين مضخة حرارية ونظام شمسي أمر منطقي، ولكن مدى كفاءة هذا الجمع يعتمد على عوامل مختلفة.

لا يُعدّ الجمع بين مضخة حرارية ونظام تسخين شمسي عمليًا، إذ يؤدي كلا الجهازين نفس الوظيفة. لذا، يُنصح بالنظر في الجمع بين مضخة حرارية ونظام كهروضوئي، باستخدام الكهرباء المولدة من النظام الكهروضوئي لتشغيل المضخة الحرارية. يتميز هذا الجمع بالكفاءة، إذ يمكن للمضخة الحرارية العمل عند درجات حرارة منخفضة، كما هو الحال في التدفئة الأرضية، مما يقلل من كمية الطاقة الكهربائية اللازمة لتشغيلها.

من الممكن أيضاً دمج مضخة حرارية مع أنظمة الطاقة الشمسية الحرارية والضوئية. ونظراً لكفاءة الطاقة الشمسية الحرارية العالية، فإنها تتطلب مساحة أقل من الطاقة الكهروضوئية، وبالتالي لا تؤثر بشكل ملحوظ على كمية الكهرباء المولدة من النظام الكهروضوئي. مع ذلك، من المهم مراعاة أن هذا الدمج قد يؤدي إلى ارتفاع تكاليف التركيب.

بشكل عام، تعتمد جدوى وكفاءة دمج مضخة حرارية مع نظام الطاقة الشمسية الحرارية على عوامل عديدة، مثل حجم الأنظمة، والبنية التحتية القائمة، وتكاليف التركيب، والمتطلبات الخاصة بالمبنى. لذا يُنصح باستشارة فني تركيب مؤهل لإيجاد الحل الأمثل لمبناك.