مقارنة بين المضخات الحرارية والغلايات التي تعمل بالغاز

قراءة في 5 دقيقة

يتضمن الاختيار بين المضخة الحرارية والغلاية التي تعمل بالغاز لنظام التدفئة في منزلك مراعاة عدة عوامل، بما في ذلك كيفية عمل كل نظام، وكفاءتهما، والتكاليف، والأثر البيئي، ومدى ملاءمتهما لمنزلك. إليك مقارنة شاملة لمساعدتك في اتخاذ القرار.

كيف تعمل المضخات الحرارية

تعمل المضخة الحرارية مثل الثلاجة ولكن بشكل عكسي: فهي تستخلص الحرارة من الهواء الخارجي، أو الأرض، أو الماء - حتى في الطقس البارد - وتنقل هذه الحرارة إلى الداخل لتدفئة منزلك. باستخدام دورة تبريد، تقوم بامتصاص الحرارة المحيطة وضغطها لرفع درجة حرارتها، ثم تطلق تلك الحرارة في الداخل من خلال نظام التدفئة الخاص بك مثل المشعات (radiators) أو التدفئة تحت الأرضية.

على عكس الغلايات التي تعمل بالغاز والتي تحرق الوقود لتوليد الحرارة، تقوم المضخات الحرارية بنقل الحرارة، مما يجعلها عالية الكفاءة في استهلاك الطاقة.

الكفاءة: معامل الأداء (COP) مقابل كفاءة الغلاية

• معامل الأداء (COP): تمتلك المضخات الحرارية عادةً معامل أداء يتراوح بين 3 و 5. وهذا يعني أنه مقابل كل وحدة كهرباء يتم استهلاكها، توفر 3 إلى 5 وحدات من الطاقة الحرارية لمنزلك - وهو ما يعادل فعلياً كفاءة تتراوح بين 300% إلى 500%.
• كفاءة الغلاية التي تعمل بالغاز: تعمل غلايات الغاز المكثفة الحديثة بكفاءة تبلغ حوالي 90% إلى 95%، حيث تحول تقريباً كل طاقة الغاز إلى حرارة، ولكنها لا تتجاوز أبداً كفاءة 100%.

نظرًا لأن المضخات الحرارية تنقل الحرارة الموجودة بالفعل بدلاً من توليدها، فإن كفاءتها الفعلية يمكن أن تتجاوز الغلايات التقليدية، على الرغم من أن هذا يعتمد على درجة الحرارة الخارجية وتصميم النظام.

التكاليف النموذجية لمنزل متوسط الحجم

التكاليف المبدئية

• الغلاية التي تعمل بالغاز: تتراوح عادة بين 2,000 إلى 4,000 جنيه إسترليني (بما في ذلك التركيب)، وغالباً ما تتطلب تغييرات طفيفة في نظام التدفئة الحالي.
• المضخة الحرارية ذات المصدر الهوائي (ASHP): تتراوح عموماً بين 8,000 إلى 18,000 جنيه إسترليني قبل المنح، بما في ذلك الوحدة والتركيب وتعديلات النظام المطلوبة (مثل مشعات أكبر وأسطوانة مياه ساخنة جديدة). قد تقلل المنح، مثل مخطط ترقية الغلايات في المملكة المتحدة (Boiler Upgrade Scheme)، من التكاليف بشكل كبير.

تكاليف التشغيل

• الغلاية التي تعمل بالغاز: تتراوح تكاليف التدفئة والمياه الساخنة السنوية عادةً من 800 إلى 1,500+ جنيه إسترليني، اعتماداً على أسعار الغاز واحتياجات الطاقة في المنزل.
• المضخة الحرارية: على الرغم من أن الكهرباء عادة ما تكون أغلى من الغاز، إلا أن الكفاءة العالية للمضخة الحرارية تعني أن تكاليف التشغيل يمكن أن تكون متقاربة، حيث تتراوح تقريباً بين 900 و 1,800 جنيه إسترليني سنوياً، وتتأثر بشدة بتعريفات الكهرباء، وعزل المنزل، وكفاءة النظام.

الأداء في الطقس البارد

تم تصميم المضخات الحرارية لتعمل بكفاءة في درجات حرارة أقل بكثير من الصفر (تصل إلى حوالي -15 درجة مئوية أو أقل مع الموديلات المتخصصة). وبينما تنخفض الكفاءة (COP) في درجات الحرارة الأكثر برودة، إلا أنها تظل توفر الحرارة بفعالية، وغالباً ما تكون أفضل من التدفئة الكهربائية المباشرة.

تمنع ميزات مثل دورات إذابة الثلج التلقائية تراكم الجليد على الوحدات الخارجية. وتتضمن بعض الأنظمة سخانات كهربائية تكميلية أو تجهيزات هجينة مع الغلايات للبرد الشديد، على الرغم من أن هذه التجهيزات تُستخدم عادةً بشكل محدود.

المنازل المناسبة والتعديلات المطلوبة

تعمل المضخات الحرارية بشكل أفضل في المنازل ذات العزل الجيد والمحكمة الغلق والتي يكون فيها فقدان الحرارة منخفضاً. وتؤدي تحسينات العزل (في الأسقف، والجدران، والأرضيات، والنوافذ) إلى تحسين الأداء والراحة بشكل كبير.

نظرًا لأن المضخات الحرارية تعمل بكفاءة عند درجات حرارة مياه منخفضة (35-50 درجة مئوية)، فقد تحتاج أنظمة الرادياتير إلى تعديل أو زيادة في الحجم لإصدار حرارة كافية. بدلاً من ذلك، يمكن لأنظمة التدفئة تحت الأرضية أو الرادياتيرات المدعومة بمراوح أن تحسن من عملية توزيع الحرارة.

عادة ما يكون من الضروري توفير أسطوانة مياه ساخنة جديدة وأكبر حجماً تتوافق مع المضخات الحرارية، حيث أن المضخات الحرارية تسخن المياه ببطء أكبر من الغلايات.

انبعاثات الكربون على مدار العمر الافتراضي

• الغلايات الغازية: تصدر ثاني أكسيد الكربون بشكل مباشر عن طريق حرق الغاز الطبيعي. وتظل الانبعاثات ثابتة طوال عمرها الافتراضي.
• المضخات الحرارية: تعتمد الانبعاثات غير المباشرة على كثافة الكربون في الكهرباء، والتي تتناقص باستمرار مع دمج المزيد من المصادر المتجددة في الشبكات. ومن المرجح أن تنخفض انبعاثات المضخات الحرارية على مدار عمرها الافتراضي بشكل كبير بمرور الوقت، مما يجعلها خياراً أقل انبعاثاً للكربون، خاصة في المناطق التي تتوفر فيها كهرباء نظيفة.

الضوضاء والعمر الافتراضي

• المضخات الحرارية: تصدر الوحدة الخارجية طنيناً ملحوظاً ولكنه هادئ بشكل عام يتراوح بين 40-55 ديسيبل (مشابه لثلاجة هادئة أو محادثة). ويمكن أن يقلل الوضع الصحيح للوحدة من الضوضاء الملحوظة. أما الوحدة الداخلية فعادة ما تكون هادئة جداً.
• الغلايات الغازية: تعمل بهدوء داخل المنزل دون وجود ضوضاء ملحوظة تقريباً.

فيما يتعلق بالمتانة:

• تدوم الغلايات الغازية عادةً من 10 إلى 15 عاماً.
• غالباً ما يكون للمضخات الحرارية عمر افتراضي أطول، يتراوح عادةً من 15 إلى 20 عاماً أو أكثر.

ملخص للمقارنات الأساسية

نصيحة نهائية

توفر المضخات الحرارية بديلاً مستداماً وموفراً للطاقة للغلايات الغازية، خاصة مع تحول شبكات الكهرباء لتصبح أكثر رفقاً بالبيئة. وهي تتطلب استثماراً مبدئياً أكبر وقد تحتاج إلى تحسينات في المنزل مثل العزل وترقية الرادياتيرات، ولكنها توفر انبعاثات كربونية أقل وتوفيراً محتملاً على المدى الطويل.

تظل الغلايات الغازية حلاً بسيطاً وأقل تكلفة، وهي مناسبة بشكل خاص للمنازل غير المستعدة لترقيات العزل أو التغييرات الكبيرة في النظام.

استشر فنيي تركيب مؤهلين وفكر في إجراء تقييمات مهنية لفقدان الحرارة لتحديد الحل الأفضل المصمم خصيصاً لمواصفات منزلك، ومناخك، وميزانيتك.

---

References:

Heat pumps vs boilers: the key things you need to know - Which?
Heat Pumps vs Gas Boilers: Efficient Home Heating Solutions - The Eco Shift
Air Source Heat Pumps vs Gas Boilers - Cost, Efficiency and Savings | EDF
Gas Boilers vs Heat Pumps: A Comparison – Eco Friendly Home and Garden
What are heat pumps and can they save you money in the long-run? | The Independent
Total cost of ownership of heat pumps and policy choice: The case of Great Britain