كيف تقلل أنظمة مضخات الحرارة من الهواء إلى الهواء استهلاك الطاقة في المصانع

تتمحور الإدارة المَصْنَعِيَّة حول هدفين رئيسيين فيما يتعلَّق بمناخ مكان العمل: ضمان راحة العاملين، وتقليل تكاليف طاقة التدفئة والتبريد — وهما عاملان مرتبطان ارتباطاً مباشراً بقدرة الشركة التنافسية. ومن الخيارات المتاحة لقطاع المصانع لتحقيق خفض في استهلاك الطاقة دون المساس بجودة التدفئة والتبريد أنظمة مضخات الحرارة الهوائية-الهوائية. وتؤدي هذه الأنظمة وظيفتها باستخلاص الحرارة من الهواء المحيط ونقلها إلى المباني — أو العكس، أي باستخلاص الحرارة من داخل المباني وإخراجها إلى الخارج.

الميزة المرتبطة بالكفاءة: تحويل وحدة واحدة من الطاقة إلى ثلاث وحدات

السبب الرئيسي الذي يجعل تركيب وحدات مضخات الحرارة من الهواء إلى الهواء مُجدٍ ماليًّا في التطبيقات المصنعية هو الكفاءة العالية جدًّا التي تقدِّمها هذه الأجهزة. فبينما تصل كفاءة التدفئة في سخانات الغاز إلى ١٫٠ وحدة حرارية لكل وحدة طاقة، يمكن لنظام مضخة الحرارة من الهواء إلى الهواء أن يوفِّر ٣ وحدات حرارية مقابل كل وحدة كهرباء واحدة. وفي بولندا، زوَّدنا مصنعًا بـ ٣٠ وحدة مضخة حرارة من الهواء إلى الهواء، ما كفل توفير التدفئة في قاعات الإنتاج والمستودعات دون انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، وأنتج بالضبط ٣ وحدات حرارية لكل وحدة كهرباء استُهلكت. وإذا كان المنشأة ذات طلب عالٍ على التدفئة، فإن الانتقال إلى وحدات مضخات الحرارة من الهواء إلى الهواء يؤدي إلى وفورات سنوية كبيرة، قد تحقِّق فترة استرداد استثمار تبلغ ١٫٦٥ سنة حتى في التطبيقات التي تتطلب درجات حرارة مرتفعة.

متعددة الاستخدامات على مدار السنة: التدفئة والتبريد في نظام واحد

وهذه غالبًا ما تكون في نفس المساحات. وتحل أنظمة مضخات الحرارة الهوائية-الهوائية كلا المشكلتين معًا في جهاز واحد، ما يلغي الحاجة إلى تركيبات منفصلة للتدفئة والتبريد. والأهم من ذلك أن الوحدات المستخدمة لتدفئة قاعات الإنتاج في فصل الشتاء يمكنها عكس وظيفتها لتوفير التبريد في فصل الصيف دون الحاجة إلى تكاليف تركيب إضافية.

وفي بعض المشاريع، استُخدمت حتى لأغراض التدفئة والتبريد معًا. وفي موقع تركيبٍ واحد، يمكّن استخدام وحدات الخلايا الكهروضوئية النظام من توليد طاقة كافية للتبريد في فصل الصيف عندما توفر أشعة الشمس إنتاج طاقة كافٍ. وتتميّز الوحدات الحديثة ببنية متينة تتيح تشغيلًا مستقرًّا في الظروف الصعبة.

يمكنها التشغيل في درجات حرارة محيطة تتراوح بين -٢٠ °م (للتدفئة) وصولًا إلى ٤٣ °م (لتبريد).

ومن الممكن حتى أن تحافظ الوحدات على قدرتها الحرارية الاسمية عند جميع مستويات درجة الحرارة، وصولاً إلى -٢٠°م. كيف يتم التخلص من ظاهرة طبقات الهواء ذات درجات الحرارة المختلفة؟ في قاعات الإنتاج والمستودعات، من الشائع جداً مواجهة ظاهرة تُعرف باسم «طبقات الهواء»: حيث يرتفع الهواء الدافئ نحو السقف، ويترك الهواء البارد على الأرض. وهذه الظاهرة لا تؤدي فقط إلى هدر الطاقة، بل وتسبب أيضاً شعوراً واضحاً بعدم الراحة وانخفاض الإنتاجية لدى العاملين. وباستخدام نظام مضخة حرارية هوائية-هوائية، تزول هذه المشكلة تماماً، لأن الهواء يتدفق مباشرةً وباستمرار في جميع الاتجاهات، مما يضمن انتظام درجات الحرارة في كامل منطقة العمل.

الامتثال البيئي والاستقلال في مجال الطاقة

وبالإضافة إلى ذلك، تتيح القدرة على دمج التدفئة والتبريد مع تنقية الهواء ومصابيح الأشعة فوق البنفسجية من النوع جي-سي (UV-C) وتنظيم الرطوبة الحفاظ على جودة الهواء الداخلي المثلى، ما يسهم في خلق بيئة عمل أكثر ملائمة. وكل ذلك في منشأة مستقلة تمامًا من حيث الطاقة. فالمصانع تحتاج بشكل متزايد إلى الامتثال لتشريعات الانبعاثات الأكثر صرامة وتقليل بصمتها الكربونية. وباستبدال أنظمة التدفئة الغازية القائمة بمضخة حرارية كهربائية، يمكن تحقيق تخفيض حاد في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، بل ويمكن الوصول إلى التدفئة الخالية تمامًا من الانبعاثات باستخدام التقنيات الحالية.

ولكن هذا ليس كل شيء. إذ تستفيد مضخة الحرارة من الكهرباء المتجددة ويمكنها استخدام مواد التبريد ذات القيمة المنخفضة لمؤشر الاحترار العالمي (GWP)، مثل مادة R290. كما أن نظام مضخة الحرارة الهوائية-الهوائية المصمم تصميمًا سليمًا يمكن أن يساعد في تحقيق تقييمات أعلى في شهادة أداء الطاقة (EPC)، بل وقد يؤهل المنشأة للحصول على شهادات المباني الخضراء.

منذ عام ٢٠٠٩، تخصصت شركة جيانغسو ديه إتش سي لتقنيات البيئة والси-تيك المحدودة في حلول الطاقة الهجينة التي تجمع بين الرياح والطاقة الشمسية.

ندرك أن تحقيق استهلاك فعّال للطاقة يتطلب حلولاً تكاملية. وإذا رغبتَ في معرفة كيفية الاستفادة من قوة الألواح الشمسية وتوربينات الرياح ومضخات الحرارة والبطاريات، فاتصل بنا لمناقشة استراتيجية التدفئة والتبريد لمصنعك.