حقق أهداف الاستدامة باستخدام معدات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء عالية الكفاءة

في ساحة السعي الدؤوب لتحسين استدامة المباني، هناك قول مأثور قديم مثير للجدل يمكن أن يساعد في الحفاظ على التركيز في مشهد دائم التغير من الابتكار والمتطلبات: يمكنك فقط إدارة ما تقيسه.

عندما يتعلق الأمر بالمضخات الحرارية ومعدات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء عالية الكفاءة، تتضمن هذه القياسات مجموعة من المقاييس مثل تكاليف تركيب المعدات، وانبعاثات الكربون، وتكاليف الوقود المطلوبة، والصيانة السنوية.

ومع انخفاض استخدامها الإجمالي للطاقة وكفاءتها العالية، أصبحت المضخات الحرارية الآن أدوات أساسية لإزالة الكربون من المباني، والتي تساهم حاليًا بحوالي 30 % من إجمالي الانبعاثات .

المضخات الحرارية ليست حلاً واحدًا يناسب الجميع

استخدام الكهرباء لتدفئة وتبريد المبنى ليس بالأمر الجديد، ولكنه أصبح أكثر شيوعًا، في عام 1990، استخدم حوالي 25% فقط من المنازل التدفئة الكهربائية، ولكن الآن أصبح عدد أكبر من الأسر يختار الكهرباء للتدفئة بدلاً من الغاز.

مع تزايد الطلب على مصادر الطاقة المستدامة من القطاعات التجارية والصناعية إلى جانب تكنولوجيا المضخات الحرارية الذكية المبتكرة بشكل متزايد، ومضخات الحرارة الهيدروجينية، والمضخات الحرارية الهجينة، والتكامل مع التوربينات والألواح الشمسية، من المتوقع أن يصل سوق المضخات الحرارية العالمية إلى 34.3 مليار دولار في عام 2023 و58.7 مليار دولار بحلول عام 2033.

تطور المرافق والشبكات المحلية

يتطلب تصميم الهندسة المعمارية التجارية والصناعية التي تدعم هذا التحول إلى مصادر الطاقة الكهربائية والمتجددة في الموقع بعض إعادة التجهيز مع تطور المرافق والشبكات المحلية ومع ترحيب العالم بعدد من الهياكل الجديدة المماثلة لبناء مدينة نيويورك جديدة تمامًا كل شهر .

في سوق المضخات الحرارية، يستثمر العديد من اللاعبين الرئيسيين في أبحاث وتطوير المضخات الحرارية، ويستمرون في تحقيق ابتكارات المنتجات والأداء التي تلبي متطلبات المستهلكين التجاريين، يمكن أن يشكل التنقل بين هذه التحديثات التقنية أثناء تقديم بنية استثنائية تحديًا.

ومع ذلك، في الأسواق المحلية، يمكن لمقدمي الطاقة المساعدة في تقييم متطلبات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) المحددة لاحتياجات المبنى والتوصية بالحلول التي تتناسب مع نطاق تقديم تصميمات داخلية مريحة مع استخدام طاقة أقل، بالإضافة إلى توفير خبراء الطاقة المحليين الذين لديهم معرفة بالحسومات و الحوافز التي يمكن أن تخفض تكاليف التركيب الإجمالية لأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء الجديدة عالية الكفاءة.

هل كهربة التدفئة هي المستقبل؟

المضخات الحرارية اليوم أكثر كفاءة بنحو 2.2 إلى 4.5 مرة من أفران الغاز، واختيار المضخات الحرارية بدلاً من الغلايات والأفران التقليدية من الممكن أن يقلل من إجمالي الانبعاثات العالمية من ثاني أكسيد الكربون بنحو 3 جيجا طن سنوياً.

حتى مع ارتفاع درجات الحرارة القصوى خلال عام 2022، مع اعتماد المزيد من العملاء لأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء عالية الكفاءة وغيرها من تدابير كفاءة استخدام الطاقة، انخفضت الانبعاثات المباشرة من المباني بنحو 1%.

وجدت الأبحاث التي أجرتها جامعة أكسفورد ومشروع المساعدة التنظيمية أن المضخات الحرارية تتفوق على أنظمة تسخين النفط والغاز حتى في درجات الحرارة القصوى التي تصل إلى 30 درجة مئوية تحت الصفر.

تساعد المضخات الحرارية أيضًا على تحقيق الأهداف البيئية والاجتماعية والحوكمة (ESG) وإزالة الكربون لأصحاب العقارات التجارية، والعقارات التي تستخدم المضخات الحرارية الكهربائية لديها أقل تكلفة إجمالية لدورة الحياة، وفقًا للمجلس الأمريكي للاقتصاد الموفر للطاقة.

بفضل قدرتها على التفوق في الأداء في الظروف الجوية القاسية وانخفاض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، شقت المضخات الحرارية طريقها إلى المعايير التي اقترحتها وزارة الطاقة مؤخرًا لاستخدام تكنولوجيا المضخات الحرارية لتقليل 501 مليون طن متري من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وتوفير 198 مليار دولار على مدار 30 عامًا.

إذا تم تنفيذه، فسيؤثر المعيار على أي منشآت جديدة وسيساعد في تحقيق أهداف البلاد المتمثلة في خفض صافي الانبعاثات الصفرية بحلول عام 2050.

ومن أجل تحقيق هذا الهدف، يقول باحثون من جامعة برينستون، إن معظم أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء غير المعتمدة على الكهرباء تحتاج إلى استبدالها بأنظمة أخرى كهربائية.

مع الأخذ في الاعتبار الآثار المترتبة على تحديد أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) عالية الكفاءة المناسبة لاحتياجات العميل، لا يمكن لهذه الأرقام وحدها أن تحقق التميز في الهندسة المعمارية.

ومع ذلك، فإن مراقبة مؤشرات الأداء الرئيسية لانبعاثات الكربون واستخدام الطاقة أثناء الشراكة مع خبراء الطاقة المحليين يمكن أن تكون وسيلة أساسية للبقاء على المسار الصحيح والوصول إلى وجهة الهندسة المستدامة.