ما هي مزايا المضخة الحرارية الأرضية المصدر؟

المضخات الحرارية الأرضية المصدر (GSHPs) أصبحت بشكل متزايد خيارًا شائعًا للشركات التي تبحث عن حلول تدفئة وتبريد مستدامة وفعالة من حيث التكلفة. توفر هذه الأنظمة مجموعة من المزايا التي تجعلها خيارًا جذابًا للمؤسسات التي تتطلع إلى تقليل تأثيرها البيئي وتكاليف الطاقة. في هذه المقالة، سوف نستكشف مزايا GSHPs للشركات ونقدم نظرة ثاقبة حول كيفية عمل هذه الأنظمة.

ما هي المضخة الحرارية ذات المصدر الأرضي؟

المضخة الحرارية الأرضية المصدر (GSHP) هي نوع من أنظمة الطاقة المتجددة التي تستخدم الحرارة الطبيعية للأرض لتوفير التدفئة والتبريد للمباني. تعمل GSHPs عن طريق تعميم السائل عبر سلسلة من الأنابيب المدفونة في الأرض، والمعروفة باسم الحلقة الأرضية. يمتص السائل الحرارة من الأرض في الشتاء ويطلقها في الصيف، مما يوفر مصدرًا ثابتًا لدرجة الحرارة للتدفئة والتبريد.

كيف تعمل المضخة الحرارية ذات المصدر الأرضي؟

تعمل GSHPs من خلال استغلال درجة حرارة الأرض الثابتة نسبيًا، والتي تتراوح عادةً بين 10-15 درجة مئوية على عمق 1-2 متر. تمتلئ الحلقة الأرضية بخليط من الماء ومضاد التجمد، الذي يدور عبر الأنابيب ويمتص الحرارة من الأرض في الشتاء. يتم بعد ذلك ضخ السائل من خلال مبادل حراري، حيث يمر عبر سلسلة من الملفات التي تحتوي على مادة التبريد. يمتص المبرد الحرارة من السائل، ثم يتم ضغطه لزيادة درجة حرارته. ثم يتم تمرير المبرد الساخن فوق مجموعة أخرى من الملفات، حيث يطلق الحرارة إلى نظام التدفئة في المبنى.

وفي الصيف، تنعكس العملية. يمتص السائل الحرارة من نظام تبريد المبنى وينقلها إلى الحلقة الأرضية، حيث يتم تبديدها في الأرض الأكثر برودة. يمتص المبرد الموجود في المبادل الحراري الحرارة من السائل ويطلقها في نظام تكييف الهواء بالمبنى.

مزايا المضخات الحرارية ذات المصدر الأرضي للشركات

كفاءة الطاقة

إحدى المزايا الرئيسية لـ GSHPs هي كفاءتها في استخدام الطاقة. وفقًا لوزارة الطاقة الأمريكية، يمكن أن تكون أنظمة GSHP أكثر كفاءة بنسبة تصل إلى 600% من أنظمة التدفئة والتبريد التقليدية، مثل الأفران الغازية أو الكهربائية ومكيفات الهواء. وذلك لأن محطات GSHP تستخدم حرارة الأرض الطبيعية، والتي تتجدد باستمرار، بدلاً من حرق الوقود الأحفوري أو الاعتماد على الكهرباء من الشبكة.

وفورات في التكاليف

ميزة أخرى لـ GSHPs هي قدرتها على توفير التكاليف. على الرغم من أن التكلفة الأولية لتركيب نظام GSHP يمكن أن تكون أعلى من الأنظمة التقليدية، إلا أن التوفير في فواتير الطاقة على المدى الطويل يمكن أن يكون كبيرًا. وفقًا لصندوق توفير الطاقة في المملكة المتحدة، يمكن لـ GSHPs توفير ما يصل إلى 1000 جنيه إسترليني سنويًا على فواتير الطاقة، اعتمادًا على حجم النظام وكفاءته.

انخفاض البصمة الكربونية

تتمتع GSHPs أيضًا ببصمة كربونية أقل من أنظمة التدفئة والتبريد التقليدية. وباستخدام الحرارة الطبيعية للأرض، تنتج أنظمة GSHP انبعاثات غازات دفيئة أقل من الأنظمة التي تعتمد على الوقود الأحفوري أو الكهرباء من الشبكة. وفقًا لوكالة حماية البيئة الأمريكية، يمكن لأنظمة GSHP أن تقلل من انبعاثات الغازات الدفيئة بنسبة تصل إلى 44% مقارنة بالأنظمة التقليدية.

صيانة منخفضة

GSHPs تتطلب صيانة أقل من الأنظمة التقليدية لأنها تحتوي على عدد أقل من الأجزاء المتحركة. عادة ما تكون الحلقة الأرضية مدفونة ويمكن أن تستمر لمدة 50 عامًا أو أكثر مع القليل من الصيانة. تحتوي المضخة الحرارية نفسها على مرشح يحتاج إلى التنظيف أو الاستبدال بشكل دوري، ويجب فحص مستويات غاز التبريد كل بضع سنوات. بخلاف ذلك، تم تصميم GSHPs بحيث تكون منخفضة الصيانة وتوفر تدفئة وتبريدًا موثوقًا به لسنوات عديدة.

براعة

تتميز GSHPs بأنها متعددة الاستخدامات ويمكن استخدامها للتدفئة والتبريد. ويمكن تركيبها في مجموعة متنوعة من الأماكن، بما في ذلك المباني التجارية والمدارس والمستشفيات والمنازل السكنية. تعتبر GSHPs مناسبة أيضًا لمشاريع البناء الجديدة وتعديل المباني القائمة. ويمكن استخدامها في المناطق ذات المساحة المحدودة، مثل البيئات الحضرية، لأنه يمكن تركيب الحلقة الأرضية عموديًا باستخدام الآبار، وليس أفقيًا باستخدام الخنادق.

الحد من الضوضاء

تعد أنظمة GSHP أكثر هدوءًا من أنظمة التدفئة والتبريد التقليدية لأن المضخة الحرارية مثبتة في الداخل، والحلقة الأرضية مدفونة تحت الأرض. الضجيج الوحيد الذي ينتجه النظام هو صوت المضخة الدائرية ومعالج الهواء، وهو صوت ضئيل مقارنة بالضوضاء التي تنتجها الأنظمة التقليدية.

الحوافز الضريبية

تقدم العديد من الحكومات حوافز ضريبية للشركات التي تقوم بتثبيت أنظمة الطاقة المتجددة، بما في ذلك GSHPs. على سبيل المثال، في الولايات المتحدة، يمكن للشركات الاستفادة من الائتمان الضريبي للاستثمار الفيدرالي (ITC)، والذي يسمح لها بخصم 26٪ من تكلفة تركيب GSHP من الضرائب الفيدرالية. في المملكة المتحدة، يمكن للشركات التقدم بطلب للحصول على حوافز الحرارة المتجددة (RHI)، والتي توفر الدعم المالي لتقنيات الحرارة المتجددة، بما في ذلك GSHPs.

خاتمة

توفر المضخات الحرارية الأرضية مجموعة من المزايا للشركات التي تبحث عن حلول تدفئة وتبريد مستدامة وفعالة من حيث التكلفة. وتتميز هذه الأنظمة بالكفاءة في استخدام الطاقة، وتوفير التكاليف، ولها بصمة كربونية أقل من الأنظمة التقليدية. فهي متعددة الاستخدامات، ومنخفضة الصيانة، وتنتج الحد الأدنى من الضوضاء. إن GSHPs مؤهلة أيضًا للحصول على حوافز ضريبية في العديد من البلدان، مما يجعلها خيارًا جذابًا للشركات التي تتطلع إلى الاستثمار في الطاقة المتجددة. ومن خلال اختيار GSHP، يمكن للشركات تقليل تأثيرها البيئي، وتوفير المال على فواتير الطاقة، والمساهمة في مستقبل أكثر استدامة.