لماذا تكلفة تشغيل مضخة الحرارة الأرضية باهظة؟ يُشير الخبراء إلى مشاكل في الكفاءة والحجم.

مع ارتفاع تكاليف الطاقة عالميًا، يتساءل أصحاب المنازل والشركات الذين يستخدمون مضخات الحرارة الأرضية (مضخات حرارية أرضية) بشكل متزايد: لماذا تكاليف التشغيل مرتفعة جدًا؟ في حين تُشاد بمضخات الحرارة الأرضية لكفاءتها في التدفئة والتبريد الصديقة للبيئة، إلا أن النفقات غير المتوقعة قد أصابت العديد من المستخدمين بالإحباط. يُسلط خبراء الصناعة الضوء الآن على عوامل حرجة، منها عدم دقة قياس النظام، وتقادم التكنولوجيا، وغياب الميزات المتقدمة مثل حقن البخار المُحسَّن (مؤشر الضعف الاقتصادي) ومحركات عاكس التيار المستمر.

معضلة الحجم: كبير جدًا أو صغير جدًا

من المشاكل المتكررة عدم كفاية سعة النظام. تتوفر مضخات الحرارة الأرضية بقدرات متفاوتة - 50 كيلوواط، 60 كيلوواط، 70 كيلوواط، 80 كيلوواط، و90 كيلوواط - ولكن اختيار الحجم الخاطئ قد يؤدي إلى انخفاض الكفاءة. فالوحدة صغيرة الحجم (مثل 50 كيلوواط لمبنى تجاري كبير) تُجهد نفسها لتلبية الطلب، بينما النظام كبير الحجم (مثل 90 كيلوواط لمبنى صغير) يعمل بشكل قصير، مما يُهدر الطاقة.

يقول مارك تيرنر، مهندس التدفئة والتهوية وتكييف الهواء: "قد تكون وحدة بقدرة 70 أو 80 كيلوواط مثالية للمباني متوسطة الحجم، لكن المُركِّبين غالبًا ما يلجأون إلى خيارات قصوى". ويضيف: "حسابات الأحمال الدقيقة أمرٌ لا غنى عنه".

حالة التكنولوجيا الحديثة: عاكسات مؤشر الضعف الاقتصادي و دي سي

تفتقر طُرز سخانات المياه الجوفية القديمة (GSHP) إلى تطورات مثل تقنية مؤشر الضعف الاقتصادي وضواغط التيار المستمر العاكسة، التي تُعزز الكفاءة بشكل كبير، خاصةً في المناخات القاسية. تُحسّن مضخات الحرارة المُعززة بتقنية مؤشر الضعف الاقتصادي، مثل طُرز مؤشر الضعف الاقتصادي بقدرة 100 كيلوواط، أداء التدفئة في درجات حرارة دون الصفر من خلال تحسين دورات التبريد. في الوقت نفسه، تُعدّل الوحدات المُشغّلة بعاكس التيار المستمر سرعات الضاغط ديناميكيًا، مما يُقلل استهلاك الطاقة بنسبة تصل إلى 30% مُقارنةً بأنظمة السرعة الثابتة.

تقول الدكتورة إميلي تشين، باحثة في مجال الطاقة المتجددة: "إن المستخدمين الذين يتمسكون بأنظمة قديمة غير عاكسة بقدرة 60 أو 90 كيلوواط، يُهدرون أموالهم بشكل كبير". وتضيف: "يمكن للترقية إلى مضخة حرارية متغيرة السرعة بقدرة 100 كيلوواط من مؤشر الضعف الاقتصادي أن تُخفّض التكاليف السنوية بآلاف الدولارات".

التكاليف الخفية: عيوب الصيانة والتصميم

يُسهم سوء التركيب وإهمال الصيانة أيضًا في ارتفاع الفواتير. تُجبر حلقات التأريض التي بها تسريبات أو مضخات التبادل الحراري غير الكافية على العمل بجهد أكبر. إضافةً إلى ذلك، تُهدر الأنظمة التي لا تحتوي على ترموستات ذكية أو ضوابط تقسيم المناطق الطاقة في تدفئة أو تبريد المساحات غير المُستخدمة.

الحل: التدقيق والترقية

       ويحث الخبراء المستخدمين على:

        1. إجراء تقييم للحمل لتحديد ما إذا كانت وحدتهم التي تبلغ قدرتها 50 كيلو وات أو 80 كيلو وات أو أي وحدة أخرى موجودة ذات حجم صحيح.

        2. قم بتحديث الأنظمة القديمة بمحركات عاكس التيار المستمر أو استبدالها بنماذج عالية الكفاءة مثل مضخات الحرارة مؤشر الضعف الاقتصادي بقدرة 70 كيلو وات أو 100 كيلو وات.

        3.دمج عناصر التحكم الذكية لإدارة الطاقة في الوقت الفعلي.

       4. أظهرت دراسة حالة حديثة في أونتاريو أن أحد الفنادق نجح في خفض تكاليف تشغيل نظام الطاقة الحرارية الأرضية بنسبة 40% بعد استبدال وحدة ذات سرعة ثابتة تبلغ 90 كيلووات بنظام عاكس تيار مستمر مؤشر الضعف الاقتصادي بقدرة 100 كيلووات.

خلاصة القول

في حين أن مضخات الحرارة الأرضية تَعِد بالاستدامة، إلا أن نجاحها الاقتصادي يعتمد على الحجم المناسب، والتقنيات المتطورة، والصيانة الاستباقية. بالنسبة لمن يعانون من ارتفاع التكاليف، قد يكمن الحل في الترقية إلى أنظمة مرنة وفعالة - قبل حلول ذروة الطلب في الشتاء.