مع تفاقم أزمات الطاقة في السنوات الأخيرة، أصبح من الضروري فهم ما هي المضخات الحرارية ودورها الحيوي في الحد من الاعتماد على مصادر الطاقة التقليدية.
وعلى الرغم من أن هذه الأنظمة كانت موجودة منذ خمسينيات القرن الـ19؛ فإنها حازت اهتمامًا عالميًا مؤخرًا، خاصة بعد ارتفاع أسعار الطاقة نتيجة للغزو الروسي لأوكرانيا.
بالإضافة إلى ذلك، تتزايد شعبيتها بسبب كفاءتها وفوائدها البيئية؛ إذ يمكنها تقليل استهلاك الطاقة مقارنة بالتقنيات التقليدية، إذًا ما هي المضخات الحرارية؟
وبحسب تعريفها من جانب منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن)؛ فالمضخات الحرارية عبارة عن أنظمة مبتكرة تعمل على امتصاص الحرارة من البيئة المحيطة -سواء من الهواء أو الأرض أو المياه- ونقلها إلى داخل المبنى لتوفير التدفئة في فصل الشتاء.
أما في فصل الصيف؛ فتعكس العملية عبر امتصاص الحرارة من داخل المبنى وتوجيهها إلى الخارج لتوفير التبريد.
ما هي المضخات الحرارية؟ وماذا تعرف عن أنواعها؟
لمزيد من التوضيح حول ما هي المضخات الحرارية، من الضروري معرفة كيفية عملها وأنواعها.
فالمضخات الحرارية تعتمد على تقنية أجهزة التكييف نفسها في تبريد الهواء باستعمال سائل التبريد، لكن الفارق الرئيس يكمن في وجود صمام عكسي، يسمح لها -أيضًا- بتوفير التدفئة.
ففي وضع التدفئة، تقوم المضخة بتدفئة المنزل عبر سائل التبريد بدلًا من تبريده.
وهناك العديد من الأنواع المختلفة للمضخات الحرارية:
- المضخات الحرارية الهوائية
هي أكثر المضخات الحرارية شيوعًا، وتعتمد على الطاقة الحرارية من الهواء الخارجي لتوفير التدفئة، إلى جانب تسخين المياه.
وهناك نوعان رئيسان من المضخات الحرارية الهوائية:
- المضخات الحرارية الهوائية من الهواء إلى الماء: تستعمل الهواء الخارجي لتحويله إلى طاقة حرارية، ثم نقلها إلى الماء لتوفير التدفئة والتبريد للمنازل، إلى جانب توفير المياه الساخنة.
- المضخات الحرارية الهوائية من الهواء إلى الهواء: تنقل الحرارة من الهواء الخارجي إلى الهواء داخل المنزل، وتقتصر على التدفئة والتبريد فقط دون توفير المياه الساخنة.
- المضخات الحرارية الأرضية
- تعتمد على الأرض كونها مصدرًا للحرارة من خلال أنابيب مدفونة رأسيًا أو أفقيًا بالقرب من المباني.
- رغم الحاجة إلى مساحة كبيرة للتركيب؛ فإن هذه الأنظمة تتميّز بكفاءة عالية بفضل ثبات درجات حرارة الأرض، لكنها تُعَد خيارًا مكلفًا بسبب صعوبة عمليات الحفر وتركيب الأنابيب تحت الأرض.
- المضخات الحرارية المائية
تعتمد المضخات الحرارية المائية على استخراج الحرارة من مصادر مائية خارجية، مثل البحيرات والأنهار أو المياه الجوفية، مستفيدةً من قدرة المياه على تخزين حرارة الشمس واحتفاظها بدرجات حرارة ثابتة.
- المضخات الحرارية الهجينة
تعمل المضخات الحرارية الهجينة بالتكامل مع الأنظمة الأخرى، مثل غلايات الغاز، لتحسين الكفاءة والأداء، والتعديل تلقائيًا بناءً على الظروف المحيطة.
- المضخات الحرارية العاملة بالبروبان
أصبح البروبان خيارًا واعدًا في قطاع التدفئة والتبريد؛ بفضل أدائه المماثل لأنظمة الهيدروفلوروكربون التقليدية.
ونتيجة لذلك؛ بدأت الشركات المصنعة للمضخات الحرارية في التركيز على تطوير أنظمة تعتمد على البروبان؛ استجابةً للطلب المتزايد على حلول أكثر استدامة وكفاءة.
المضخات الحرارية سلاح للحد من الوقود الأحفوري
بعد معرفة ما هي المضخات الحرارية وأنواعها، تُسلِّط منصة الطاقة المتخصصة على دورها في مساعدة الدول على الحد من الاعتماد على الوقود الأحفوري، وتحديدًا في أوروبا.
ففي أعقاب الغزو الروسي لأوكرانيا، سارعت دول الاتحاد الأوروبي لتقليل اعتمادها على واردات الغاز الروسي.
وأطلقت المفوضية الأوروبية خطة "ريباور إي يو" تهدف إلى تقليص استهلاك الغاز الروسي، فضلًا عن تسريع نشر الطاقة المتجددة وتعزيز واردات الغاز المسال.
بالإضافة إلى ذلك، شملت الخطة التوسع في تركيب المضخات الحرارية، ولا سيما أنها تعتمد على الكهرباء بدلًا من الغاز.
وسرعان ما اكتسبت المضخات الحرارية في أوروبا زخمًا، وأعلنت الكتلة أنها تستهدف تركيب 10 ملايين وحدة إضافية بحلول عام 2027، بعد تركيب 3 ملايين وحدة عام 2022 وحده.
نُرشح لكم بعض مفاهيم الطاقة، ويمكن الاطلاع عليها كاملةً عبر الضغط (هنا):
0 تعليق