المضخة الحرارية أم السخان التقليدي؟

يمكن للمضخة الحرارية وفرن الغاز تسخين المنزل جيدًا، لكنهما يفعلان ذلك بطرق مختلفة تمامًا. يحرق الفرن الوقود لتوليد الحرارة. تستخدم المضخة الحرارية الكهرباء لنقل الحرارة من الخارج إلى الداخل، ويمكنها عكس اتجاهها لتوفير تكييف الهواء. يعتمد الاختيار الأفضل على المنزل والمناخ ومعدلات المرافق ومجاري الهواء والمعدات الدقيقة التي تتم مقارنتها.

مقارنة سريعة

عامل القرار	مضخة حرارية بمصدر الهواء	فرن غاز
طريقة التدفئة	ينقل الحرارة الخارجية إلى الداخل	يحرق الغاز الطبيعي أو البروبان
تبريد	عادة ما يتم تضمينها	يتطلب نظام تكييف منفصل
مقياس الكفاءة	HSPF2/COP للتدفئة؛ SEER2 للتبريد	AFUE
سلوك الطقس البارد	تختلف القدرة والكفاءة حسب الموديل ودرجة الحرارة	يكون الإخراج أقل تأثراً بدرجة الحرارة الخارجية
الاحتراق في الموقع	لا أحد	نعم؛ يتطلب تهوية آمنة وإعداد الاحتراق
هجين محتمل	يعمل نظام الوقود المزدوج على ربط المضخة الحرارية بالفرن

كيف يستخدم كل نظام الطاقة

نظرًا لأن المضخة الحرارية تحرك الحرارة بدلاً من توليدها من خلال المقاومة أو الاحتراق، فيمكنها توفير طاقة حرارية أكثر من الطاقة الكهربائية التي تستهلكها. يتم وصف الأداء بشكل شائع باستخدام HSPF2 للتدفئة الموسمية ومعامل الأداء (COP) في ظروف محددة. تم وصف كفاءة التبريد باستخدام SEER2.

يقوم الفرن بتحويل الوقود إلى حرارة يتم تسليمها. يعبر AFUE عن كفاءة استخدام الوقود السنوية: يعني AFUE بنسبة 95% أن طريقة التصنيف تقدر أن 95% من طاقة الوقود تصبح حرارة مفيدة على مدار موسم واحد، مع فقدان الباقي. لا يمكن استبدال HSPF2 وAFUE بشكل مباشر، لذا فإن الرقم ذي المظهر الأعلى في عمود واحد لا يحدد في حد ذاته النظام الأقل تكلفة.

المناخ مهم – ولكن اختيار المعدات أكثر أهمية

فقدت المضخات الحرارية التقليدية القديمة قدرتها الكبيرة مع انخفاض درجات الحرارة الخارجية. تستخدم نماذج المناخ البارد الحديثة ضواغط متغيرة السرعة وأدوات تحكم محسنة للحفاظ على قدر أكبر من الإنتاج في درجات الحرارة المنخفضة. تختبر معايير المناخ البارد الحالية الخاصة بـ ENERGY STAR الأداء عند 5 درجات فهرنهايت وتتطلب أنظمة منفصلة مؤهلة للاحتفاظ بما لا يقل عن 70% من سعة التسخين البالغة 47 درجة فهرنهايت عند نقطة الاختبار تلك.

هذا لا يعني أن كل مضخة حرارية مناسبة لكل منزل بارد. يحتاج المقاول إلى حمل التدفئة التصميمي للمنزل، وجدول سعة درجة الحرارة المنخفضة للوحدة المرشحة، وخطة لدرجات الحرارة أقل من نقطة توازن الوحدة. قد يكون الدعم عبارة عن مقاومة كهربائية للحرارة أو فرن أو مصدر آخر مصمم بشكل مناسب.

لا يمكن الإجابة على تكلفة التشغيل من خلال الكفاءة وحدها

أسعار الكهرباء والغاز المحلية يمكن أن تعكس النتيجة. قارن تكلفة الحرارة المسلمة، وليس فقط سعر المرافق المطبوع على الفاتورة. قم أيضًا بتضمين رسوم خدمة الغاز الثابتة التي قد تبقى حتى لو أصبح استخدام الغاز صغيرًا.

يجب على المقاول أو مستشار الطاقة أن يصمم ما يلي:

الطلب على التدفئة بالساعة أو الموسمية للمنزل
أسعار الكهرباء والوقود، بما في ذلك تسعير وقت الاستخدام
أداء المضخة الحرارية في درجات حرارة الشتاء المحلية
فرن AFUE وخسائر التوزيع
عملية الحرارة الاحتياطية ونقطة تغيير التحكم

كن حذرا مع مطالبات الادخار العالمية. إن المضخة الحرارية التي تحل محل حرارة المقاومة الكهربائية لها حالة اقتصادية مختلفة عن تلك التي تحل محل فرن غاز فعال في منطقة منخفضة أسعار الغاز.

الراحة تبدو مختلفة

تقوم الأفران عادةً بتوصيل هواء أكثر سخونة في دورات أقصر. غالبًا ما تعمل المضخات الحرارية ذات السرعة المتغيرة لفترة أطول وتوفر حرارة أكثر اعتدالًا وثباتًا. لا تعتبر فترات التشغيل الطويلة عيبًا تلقائيًا؛ يمكنهم تحسين اتساق درجة الحرارة والترشيح عندما يتم تحديد حجم النظام وتشغيله بشكل صحيح.

غالبًا ما تكون مشكلات الراحة مشكلات في التصميم وليست مشكلات تقنية. يمكن أن تؤدي المعدات كبيرة الحجم ومجاري الهواء الضعيفة والعوائد غير الكافية والتسرب العالي والعزل الضعيف إلى جعل النظام صاخبًا أو غير متساوٍ.

التثبيت والمعدات الموجودة

قد تكون المضخة الحرارية جذابة عندما …

تحتاج إلى استبدال كل من مكيف الهواء ونظام التدفئة
أنت تستخدم حاليًا المقاومة الكهربائية أو الزيت أو البروبان
يحتوي منزلك على قنوات مناسبة – أو يكون التصميم الخالي من القنوات منطقيًا
تريد التدفئة والتبريد من نظام كهربائي واحد
يدعم حساب الحمل النموذج المتاح في درجة حرارة التصميم الخاصة بك

قد يظل فرن الغاز عمليًا عندما …

الفرن الجديد نسبيًا في حالة جيدة بالفعل
يحتوي المنزل على أحمال تدفئة عالية جدًا ولم يتم تخفيضها بعد
الخدمة الكهربائية أو سعة اللوحة من شأنها أن تجعل الكهرباء مكلفة بشكل غير عادي
يفضل اقتصاديات الوقود المحلية الغاز بقوة بعد نمذجة تكاليف التشغيل الكاملة

لا تغفل الوقود المزدوج

يستخدم نظام الوقود المزدوج مضخة حرارية للتبريد وجزء كبير من موسم التدفئة، ثم يتم تشغيله في فرن الغاز أو الزيت في ظل ظروف محددة. تحدد ENERGY STAR هذا الخيار على وجه التحديد عندما يكون لدى صاحب المنزل فرن أحدث ولكنه يحتاج إلى استبدال مكيف الهواء المركزي الأقدم.

يجب أن يتم تحديد درجة حرارة التغيير بناءً على أداء المعدات، وأسعار المرافق، واحتياجات الراحة – ولا يتم اختيارها حسب العادة. يمكن أن يؤدي إعداد التحكم السيئ إلى محو الكثير من قيمة التصميم الهجين.

أسئلة يجب طرحها قبل التوقيع على المقترح

هل ستقوم بإجراء وتقديم حساب الحمل اليدوي J؟
ما هي قدرة تسخين المضخة الحرارية المقترحة في درجة حرارة التصميم الشتوية لدينا؟
ما هي الحرارة الاحتياطية المضمنة، ومتى ستعمل؟
هل يتم تضمين تغييرات مجاري الهواء والترقيات الكهربائية والتصاريح وأعمال المكثفات؟
ما هي المكونات الداخلية والخارجية المتوافقة مع AHRI التي يتم تركيبها؟
ما هي قياسات التشغيل التي سأتلقاها؟
ما هي ضمانات قطع الغيار والعمالة والضاغط/المبادل الحراري؟

خلاصة القول

اختر من بين الحسابات الخاصة بالمنزل، وليس الشعار. يمكن أن تكون المضخة الحرارية المختارة جيدًا للمناخ البارد حلاً كهربائيًا قويًا بالكامل، ويمكن أن يظل الفرن عالي الكفاءة عقلانيًا في بعض المنازل، ويمكن أن يكون الوقود المزدوج جسرًا مفيدًا. غالبًا ما تكون جودة التثبيت وحساب الحمل أمرًا مهمًا بقدر أهمية الشارة الموجودة على الخزانة.

قم ببناء مقارنة لتكاليف التشغيل الخاصة بالمنزل

مدخل	جانب المضخة الحرارية	جانب فرن الغاز
سعر الطاقة	معدل الكهرباء الهامشي، بما في ذلك التأثيرات الموسمية أو تأثيرات وقت الاستخدام	معدل الغاز الهامشي بالإضافة إلى الرسوم الثابتة فقط عندما تتغير مع القرار
الأداء الموسمي	البيانات المقدرة والقدرة في درجات الحرارة المحلية؛ الاستخدام المتوقع للحرارة الاحتياطية	AFUE وخسائر التوزيع
حمولة البناء	حمل التدفئة لكل غرفة على حدة وتصميم الحمل بعد تحسينات الغلاف المخطط لها
توزيع	تسرب القنوات، والضغط الساكن، وتوازن الغرفة، وما إذا كانت القنوات داخل مساحة مكيفة
النطاق المثبت	وحدة خارجية، معالج هواء أو ملف، أدوات تحكم، خدمة كهربائية، حرارة احتياطية، تصاريح	الفرن، التنفيس، هواء الاحتراق، أعمال الغاز، معدات التبريد إذا لزم الأمر، التصاريح
الصيانة والخدمة	الخبرة المحلية في مجال المناخ البارد، والضوابط، وإزالة الجليد، والأجزاء	خدمة الاحتراق، المبادل الحراري، التنفيس، السلامة من أول أكسيد الكربون

لا تقم بمقارنة معامل أداء المضخة الحرارية المُعلن عنه عند درجة حرارة معتدلة مع التصنيف الموسمي للفرن ثم قم باستدعاء النتيجة كاملة. تتغير قدرة المضخة الحرارية وكفاءتها مع الظروف الخارجية. من المهم أيضًا استخدام وقود الفرن وكهرباء المنفاخ وركوب الدراجات وفقدان مجاري الهواء. استخدم نموذج الساعة عندما يكون الاستثمار كبيرًا أو عندما يجعل المناخ وهيكل الأسعار النتيجة حساسة.

السعة عند درجة حرارة التصميم هي مسألة راحة

قد تستمر المضخة الحرارية في المناخ البارد في العمل تحت درجة التجمد، ولكن “التشغيل” ليس مثل “تغطية حمل التصميم بالكامل”. قارن السعة المنشورة للنظام المحدد عند درجة حرارة التصميم الشتوية المحلية مع حمل المبنى. إذا كانت هناك فجوة، فإن التصميم يحتاج إلى حرارة إضافية متعمدة، أو نقطة توازن للوقود المزدوج، أو معدات مرحلية، أو تقليل حمل المبنى.

الحجم الزائد ليس بوليصة تأمين مجانية. يمكن أن يؤدي ذلك إلى زيادة التكلفة، وتقليل إزالة الرطوبة من التبريد، وإنشاء دورات قصيرة، وزيادة ضوضاء القناة، وجعل تقسيم المناطق أمرًا صعبًا. توفر المعدات ذات السرعة المتغيرة نطاق تشغيل أوسع، ولكنها لا تزال تتطلب الاختيار الصحيح وتدفق الهواء.

التحقق من العواقب الكهربائية والاحتراق

يمكن أن تتطلب الكهربة الكاملة دائرة فرعية جديدة، أو سعة أكبر للوحة، أو تقييم الخدمة، أو استراتيجية إدارة الأحمال – خاصة عند تضمين الحرارة الاحتياطية للمقاومة. يحتاج مشروع فرن الغاز إلى التهوية الصحيحة، وهواء الاحتراق، ومعالجة المكثفات لنماذج التكثيف، وأنابيب الغاز، والحماية من أول أكسيد الكربون. تنتمي عناصر النطاق هذه إلى المقارنة، وليس إلى أوامر التغيير بعد وصول المعدات.

عندما يكسب الوقود المزدوج الاعتبار

يتيح نظام الوقود المزدوج للمضخة الحرارية التعامل مع التبريد والكثير من التدفئة السنوية بينما يخدم الفرن ظروفًا أكثر برودة. قد يناسب منزلًا به بنية تحتية للغاز قابلة للاستخدام، أو قدرة كهربائية محدودة، أو أسعار كهرباء عالية في أوقات الذروة، أو مالك يسعى إلى انتقال مرحلي. يجب أن تستخدم الضوابط استراتيجية التحول الاقتصادية أو القائمة على القدرات بدلا من درجة الحرارة التعسفية المنسوخة من منزل آخر.

قد يتغير الخيار الأفضل أيضًا بعد إغلاق الهواء أو العزل أو إصلاح مجاري الهواء. قم بتقليل الحمل أولاً عندما يكون ذلك عمليًا، ثم قم بتسعير المعدات اللازمة للمبنى المحسن. يمكن لهذا التسلسل أن يحول مشروع مضخة حرارية هامشية على ما يبدو إلى مشروع مباشر.

المصادر وصورة الائتمان

صورة مميزة بواسطة ألفا innotec على Pexels، مستخدم بموجب ترخيص Pexels.