لقد تم تقليص حجم تقنية المضخات الحرارية إلى شيء يشبه إلى حد ما مكيف هواء النافذة.
لمدة 27 عامًا، كانت الحرارة في مبنى ريجينا فريد السكني في كوينز تأتي من مشعاع بخاري صاخب لم تستطع السيطرة عليه.
في بعض الأحيان لم يحدث ذلك على الإطلاق، مما جعلها ترتعش. وفي بعض الأحيان، كانت درجة حرارة أجهزة التدفئة شديدة لدرجة أن السكان اضطروا إلى إبقاء نوافذهم مفتوحة في منتصف الشتاء من أجل الراحة.
لقد تغير كل ذلك منذ بضعة أشهر عندما حصلت على نافذة مثبتة مضخة الحرارة كجزء من مشروع تجريبي من قبل هيئة الإسكان في مدينة نيويورك (NYCHA) يهدف إلى خفض تكاليف الطاقة وخفض الانبعاثات.
وفجأة، كل ما يتعين على فريد فعله هو لمس القرص لرفع درجة حرارتها أو خفضها، وتجد نفسها تستمتع “بصمت جيد جدًا”.
قال فريد: “لقد قاموا بعرض توضيحي من أجلي، وقد شعرت بسعادة غامرة”. والآن، يصف أطفالها الكبار المضخة الحرارية بأنها “أفضل شيء” تملكه في شقتها، وقد طرق جيرانها بابها لتفقد الوحدة.
المضخات الحرارية ليست فقط لأصحاب المنازل
المضخات الحرارية، تقنية عالية الكفاءة التي زادت شعبيتها في السنوات الأخيرة لمنافسة أفران الغاز، أصبحت في الأساس خيارًا لأصحاب المنازل.
لكن التصميمات الجديدة تجعلها عملية للشقق أيضًا، والتي غالبًا ما تعتمد على مراجل بخارية مركزية غير فعالة تعمل بالنفط أو الغاز. ويمثل ذلك حلاً مناخيًا واعدًا للمباني، التي تمثل عملياتها 26% من انبعاثات الكربون العالمية المرتبطة بالطاقة، وفقًا لوكالة الطاقة الدولية.
وكالة الطاقة الدولية وقال العام الماضي إن تركيب المضخات الحرارية في المباني السكنية والمناطق التجارية يجب أن يكون “مجالاً ذا أولوية” للحفاظ على النمو اللازم للوفاء بتعهدات المناخ الوطنية في جميع أنحاء العالم.
ويوجد في الولايات المتحدة وحدها 23 مليون وحدة سكنية، وفقاً للمجلس الوطني للإسكان متعدد الأسر، وهو ما يمثل قطاعاً ضخماً من الناس الذين يمكنهم استخدام طاقة أقل باستخدام المضخات الحرارية.
ويلزم قانون نيويورك المباني بإجراء تخفيضات كبيرة في انبعاثات الغازات الدفيئة على مدى العقود المقبلة. للامتثال، تستهدف NYCHA التدفئة والتبريد، أكبر مصدر للانبعاثات للوكالة.
وقال شان مافاني، كبير مسؤولي إدارة الأصول ورأس المال بالوكالة، إنه يضم حوالي 528 ألف شخص في أكثر من 2400 مبنى، أو حوالي واحد من كل 17 من سكان نيويورك.
تكنولوجيا القرن التاسع عشر غير متوافقة مع احتياجات القرن الحادي والعشرين
غلايات البخار المركزية التي تعمل بالغاز الطبيعي أو النفط عادة ما توفر الحرارة لهذه المباني وهي مهدرة. وتصف خارطة طريق التخفيف من آثار تغير المناخ التي وضعتها هيئة NYCHA حرارة البخار بأنها “تكنولوجيا القرن التاسع عشر غير المتوافقة مع احتياجات القرن الحادي والعشرين”.
وقال مافاني إن ما بين 30 في المائة و80 في المائة من يتم فقدان الحرارة من خلال مجاري الهواء القديمة والمتسربة قبل أن يصل إلى الشقق. وهذا لا يأخذ في الاعتبار الهدر عندما يضطر السكان إلى فتح نوافذهم لتبديد الحرارة الزائدة من نظام لا يمكنهم التحكم فيه.
قاد إريك ويلسون، وهو مهندس أبحاث كبير في المختبر الوطني للطاقة المتجددة التابع لوزارة الطاقة، فريقًا قام بتحليل أداء المضخة الحرارية في سيناريوهات مختلفة للشبكات الكهربائية ووجد أنه حتى المضخة الأقل كفاءة من شأنها أن تقلل من انبعاثات الغازات الدفيئة وتوفر تكاليف التشغيل في كل منها. ولاية أمريكية.
ولم يتضمن هذا التحليل نوع المضخة التي يتم اختبارها في كوينز لأنها لم تكن موجودة في مكان الحادث بعد، لكن ويلسون قال إنه يتوقع نتائج مماثلة.
تتطلب معظم المضخات الحرارية مجاري هواء، وهو ليس خيارًا متاحًا للمستأجرين في وحدة لا يملكونها. وتتطلب الأنظمة الخالية من القنوات عادةً تركيبًا واسع النطاق يتضمن الأسلاك، مما يؤدي إلى إحداث ثقب في الحائط وضاغط خارجي كبير.
قامت شركتا Gradient وMidea، الشركتان اللتان تصنعان الوحدات في المشروع التجريبي في Woodside House، بتقليص حجمها بالكامل إلى شيء يشبه النافذة إلى حد ما مكيف هواء ولكن مع ملف تعريف أقل بكثير. يتم ثني النصفين الخارجي والداخلي على حافة النافذة لترك النافذة غير محجوبة في الغالب.
تقول إحدى الشركات Gradient، إن وحدتها يتم تركيبها خلال 15 دقيقة ويتم توصيلها بمنفذ حائط عادي.
قال ويلسون إن الجزء الداخلي من الوحدات “يشغل مساحة من الداخل أكبر مما قد تكون معتادًا عليه” لكن فريد وصفه بأنه “جميل جدًا”.
وقالت: “انظر، لدي حتى للزينة”. عادة ما تكون وحدات النوافذ الثلاث مغطاة بالزهور والشموع المزخرفة. في إحدى الغرف، في يوم مشمس بشكل خاص، أشرق ضوء الصباح على وردة، وجرة من بتلات الورد، وصناديق مزخرفة ولافتة “حب” فوق إحداها.
حلول التدفئة الخضراء للأشخاص الذين هم في أمس الحاجة إليها
تأسست شركة Gradient منذ سبع سنوات في سان فرانسيسكو بهدف إزالة الكربون من المباني باستخدام مضخة حرارية لوحدة النافذة يمكن تركيبها بسهولة دون الحاجة إلى فنيين.
قال الرئيس التنفيذي فينس رومانين إن جزءًا من هدفهم كان إيجاد حل للأشخاص مثل أولئك الذين يعملون في Woodside، وهم الأشخاص في المباني القديمة متعددة الأسر الذين لديهم شكاوى بشأن مكيفات النوافذ الخاصة بهم أو المشعاعات القديمة التي لا تحتوي على إعدادات لدرجة الحرارة.
وقال رومانين: “نعتقد أنه إذا لم تقم ببناء حلول للأشخاص الذين هم في أمس الحاجة إليها، وإذا لم تقم ببناء حلول للأشخاص الذين ليس لديهم ما يكفي من التدفئة والتبريد اليوم، فإنهم لا يحلون تغير المناخ حقًا”.
وقال زي سميث، وهو مهندس معماري في شركة Eskew Dumez Ripple والذي لا يشارك في مشروع كوينز، إن مثل هذا التعديل التحديثي “هو الطريقة الذكية للكربون للحصول على راحة أفضل للركاب”.
وذلك لأن إحدى أكثر الطرق فعالية لخفض الانبعاثات من المباني هي تجنبها طرح جديدةمما يؤدي إلى انبعاثات كبيرة بسبب كل الخرسانة والصلب والخشب الجديدة.
ووصف المضخات الحرارية المنخفضة بأنها “تدخل خفيف الوزن” لأنها سهلة التركيب.
ستقوم هيئة NYCHA بتقييم نتائج المشروع التجريبي، مع خطط لتركيب أكثر من 4000 مضخة حرارية على مدار عامين إذا سارت الأمور على ما يرام.
وتتوقع الهيئة توفير المال في تكاليف التشغيل والصيانة باستخدام المضخات الحرارية ولكنها تنتظر رؤية النتائج الأولية قبل أن تتوقع هذا التوفير.
