مع تحول صناعة البناء إلى الاستدامة ، مباني الطاقة الصافية (NZEBs) محورًا رئيسيًا في التصميم الحديث. أصبحت تهدف هذه المباني إلى إنتاج أكبر قدر من الطاقة التي تستهلكها سنويًا ، مما يقلل بشكل كبير من تأثيرها البيئي. من بين التقنيات الرئيسية التي تتيح هذا الانتقال ، تبرز مضخات الهواء إلى الماء كحجر زاوية من التدفئة والتبريد الفعالة المتجددة.

في هذه المقالة ، نستكشف كيفية مساهمة مضخات حرارة الهواء إلى المياه في نجاح مشاريع Net-Zero ، وتكاملها مع أنظمة البناء ، والفوائد التي يقدمونها للمطورين والمهندسين المعماريين وأصحاب المنازل.

---

ما هو مبنى صافي الصفر؟

مبنى الطاقة الصافي الصدر هو:

• تنتج الكثير من الطاقة المتجددة في الموقع (أو قريب) كما تستهلك سنويًا

• يستخدم أنظمة HVAC والإضاءة والعزل عالية الكفاءة

• يقلل انبعاثات الكربون التشغيلية

• غالبًا ما يتماشى مع شهادات مثل Leed Zero , Breeam أو House Plus

يتطلب تلبية أهداف Net-Zero نمذجة طاقة دقيقة واختيار التقنيات التي تعمل على تحسين الكفاءة والكهرباء -دور هواء لمضخات الحرارة المائية مناسب تمامًا.

---

ما هي مضخات الهواء إلى الماء؟

يستخلص الحرارة المضخة الحرارية من الهواء إلى الماء من الهواء المحيط وينقلها إلى نظام قائم على الماء لتوفير:

• تسخين الفضاء عبر أنظمة أو مشعات تحت الأرضية

• التبريد في الدورة العكسية

• الماء الساخن المنزلي

نظرًا لأنهم يستخدمون الكهرباء - خاصةً عند إقرانها مع أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية - لمضخات الحرارة المائية تقلل بشكل كبير من الاعتماد على الوقود الأحفوري.

---

لماذا هي مضخات الحرارة مثالية لمشاريع صافية الصفر؟

1. كفاءة عالية

• غالبًا ما يتجاوز المعامل الموسمي لتصنيفات الأداء (SCOP) 3.0 إلى 4.5 ، مما يعني أن 1 كيلو واط ساعة من الكهرباء يمكن أن ينتج 3-4.5 كيلو واط ساعة من الحرارة.

• يساهم في انخفاض شدة استخدام الطاقة الكلي (EUI) ، وهو مقياس صافي الصدر الرئيسي.

2. كهربة كاملة

• يدعم بناء كهربة عن طريق التخلص من غلايات الغاز أو أفران الزيت.

• يتكامل بسلاسة مع أنظمة الطاقة المتجددة في الموقع ، مثل الألواح الشمسية أو تخزين البطارية.

3. انبعاثات منخفضة الكربون

• يقطع بشكل كبير الانبعاثات 1 (انبعاثات المباني المباشرة).

• يتحسن الأداء بمرور الوقت مع إزالة الكربون الشبكات الوطنية.

4. التصميم المدمج ، متعدد الاستخدامات

• مناسبة لمباني سكنية متعددة المناطق , تجارية أو مباني القطاع العام

• متوافقة مع أنظمة التوزيع منخفضة الحرارة الأساسية في تصميم Net-Zero.

---

️ التطبيقات في مشاريع Net-Zero

---

تكامل النظام لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة

1. الطاقة الشمسية الكهروضوئية

يمكن أن يؤدي تشغيل مضخات الحرارة مع الطاقة الشمسية إلى رفع للمبنى إلى الصفر طاقة الموقع الصافية .

2. خزانات التخزين الحرارية

يساعد الاقتران مع خزانات الماء الساخن على تحويل الإنتاج الحراري إلى ساعات العمل خارج الذروة أو العالية ، مما يؤدي إلى تحسين الاستهلاك الذاتي وموازنة التحميل.

3. الضوابط الذكية

يضمن التكامل مع Smart Thermostats , أنظمة BMS ، ومنصات إنترنت الأشياء جدولة درجة الحرارة المحسنة ، وتعويض الطقس ، والصيانة التنبؤية.

---

لقطة دراسة الحالة

المشروع : مكتبة Net-Zero العامة في
نظام الدول الاسكندنافية: 60 كيلو واط هواء إلى مضخة حرارة المياه مع تخزين حرارية 10000 لتر
نتيجة :

• انخفاض بنسبة 85 ٪ في الانبعاثات المرتبطة بالتدفئة

• 100 ٪ من طاقة HVAC التي تغطيها PV في الموقع

• وفورات في تكلفة الطاقة السنوية: 24000 يورو

---

التحديات والاعتبارات

• توافق التصميم : يعمل بشكل أفضل مع تسخين درجات الحرارة المنخفضة مثل المشعات السرية أو الضخمة.

• متطلبات المساحة : يجب النظر في وضع الوحدة في الهواء الطلق والضوضاء.

• التكلفة الأولية : أعلى من غلايات الغاز ، ولكن مؤهلة للحوافز وتوفر استردادًا سريعًا في المباني الصافية الصافية.

---

✅ الخلاصة

المضخات الحرارية من الهواء إلى المياه ليست مجرد مكون من مباني صافية الصفر-فهي تقنية تأسيسية تتيح الكفاءة العالية ، والكهرباء الكاملة ، والتكامل مع أنظمة الطاقة المتجددة. سواء بالنسبة للبناء الجديد أو التعديل التحديثي العميق ، فإنهم يلعبون دورًا محوريًا في تحقيق أداء صافي صافي حقيقي في كل من الإعدادات السكنية والتجارية.

مع تشديد لوائح البناء وتسارع الأهداف المناخية ، سيستمر اعتماد مضخات الهواء إلى المياه المائية في النمو ، مما يجعلها استثمارًا ذكيًا ومستقبلاً في أي مشروع بناء مستدام.