ما وراء الغلاية: تطبيقات العالم الحقيقي للمضخات الحرارية من مصدر الهواء في التحول الأخضر في الصين

تعد صناعة الضيافة قطاعًا كثيف الاستهلاك للطاقة، ويتطلب تدفئة وتبريدًا متزامنًا وإمدادًا مستمرًا بالمياه الساخنة. واجه فندق جينان هوانينغ في مقاطعة شاندونغ، وهو فندق أعمال راقٍ يقدم خدمات الإقامة والطعام والمؤتمرات، صعوبة في التعامل مع تكاليف الطاقة المتزايدة. في الأصل، اعتمدت مساحة الفندق البالغة 23000 متر مربع على التدفئة البلدية باهظة الثمن ذات درجة الحرارة العالية، والتي بلغت تكلفتها 36 يوانًا صينيًا لكل متر مربع وفشلت في توفير درجات حرارة داخلية ثابتة.

استجابة لذلك، عقد الفندق شراكة مع الشركة المصنعة لمضخات الحرارة، Micoe، لتنفيذ إصلاح شامل. تضمن الحل تركيب 16 وحدة من وحدات مضخات الحرارة الهوائية فائقة البرودة من Micoe بقدرة 50 حصانًا لتكييف المساحات، بالإضافة إلى 4 وحدات بقدرة 13 حصانًا مخصصة للمياه الساخنة لخدمة أكثر من 300 غرفة ضيوف. كان المكون الرئيسي لهذا التحديث هو دمج نظام CAS (نظام التحكم الذكي لربط الطاقة النظيفة)، وهو منصة تشغيل ذكية تقوم تلقائيًا بضبط عدد الوحدات العاملة ودرجات حرارة المياه بناءً على الطلب في الوقت الفعلي والظروف الخارجية.

كانت النتائج تحويلية. قلل النظام الجديد تكاليف التدفئة إلى 16 يوانًا صينيًا فقط لكل متر مربع - وهوتوفير بنسبة 55% مقارنة بالنظام البلدي. أفادت إدارة الفندق بتحسن كبير في مستويات الراحة، وهو دليل على قدرة مضخات الحرارة الحديثة على توفير تحكم مناخي مستقر على مدار العام مع خفض النفقات التشغيلية بشكل كبير.

في شمال الصين، حيث تعد التدفئة المركزية ضرورة، يعيد التحول من المراجل التي تعمل بالفحم إلى الطاقة النظيفة تشكيل المجتمعات. ومن الأمثلة البارزة على ذلك مجتمع جينكيو هاويوان السكني في لياوتشنغ، شاندونغ. يتميز هذا المشروع، بمساحة بناء إجمالية تبلغ 50000 متر مربع، بمنظر فريد: 342 وحدة Nuentang W5 ASHP مثبتة بشكل أنيق على الجدران الخارجية لثمانية مبانٍ سكنية، مما يشكل ما أطلق عليه "جدار التدفئة الشهير على الإنترنت".

يمثل هذا المشروع أحد أولى التطبيقات واسعة النطاق في المنطقة لنظام مضخات الحرارة الهوائية المركزي من النوع المنفصل للأسر الفردية. تم تصميم كل وحدة للتعامل مع شتاء الشمال القاسي، باستخدام تقنية حقن البخار للحفاظ على أداء تدفئة مستقر حتى في درجات الحرارة المنخفضة للغاية البالغة-35 درجة مئوية. تتميز الوحدات بإزالة الجليد الذكية التكيفية، مما يحسن الكفاءة الحرارية بأكثر من 20%، وتلبي معيار كفاءة الطاقة الوطني من الدرجة الأولى.

بالنسبة للمقيمين، فإن التأثير المالي مقنع مثل البراعة التكنولوجية. مقارنة برسوم التدفئة الحضرية التقليدية، تقلل مضخات الحرارة هذه تكاليف التدفئة بأكثر من 50%، مما قد يوفر لأسرة نموذجية تبلغ مساحتها 100 متر مربع ما بين 1500 و 2000 يوان صيني سنويًا. تسلط هذه الحالة الضوء على كيفية توسيع نطاق تكنولوجيا مضخات الحرارة الهوائية إلى مستوى المجتمع، مما يوفر بديلاً لامركزيًا وفعالًا وجدوى اقتصاديًا لشبكات التدفئة الإقليمية المترامية الأطراف.

ربما يكون أحد أكثر الاختبارات تطلبًا لأي نظام تدفئة هو البرد القارس في شمال شرق الصين. في مدينة هيغانغ، هيلونغجيانغ، حيث تنخفض درجات حرارة الشتاء بانتظام إلى-30 درجة مئوية، واجه مجمع هيغانغ اللوجستي تحديًا كبيرًا. كانت هذه المنشأة البالغة مساحتها 40000 متر مربع، وهي مركز حيوي للخدمات اللوجستية والتوزيع (سلسلة التبريد)، تفتقر إلى الوصول إلى التدفئة البلدية وكان محظورًا عليها استخدام التدفئة الكهربائية المباشرة بسبب الانبعاثات الكربونية العالية.

كان الحل، الذي نفذته شركة Micoe، نظامًا هجينًا "مضخة حرارة + غلاية كهربائية" يديره منصة التحكم الذكي CAS. قام المجمع بتركيب 45 وحدة مضخات حرارة هوائية فائقة البرودة، مدعومة بغلايتين كهربائيتين بقدرة 400 كيلوواط للطلب الأقصى. منصة CAS هي "عقل" العملية، حيث توازن بذكاء الحمل بين مضخات الحرارة والغلايات بناءً على بيانات الطقس في الوقت الفعلي ومتطلبات درجة الحرارة المحددة لمناطق التخزين المختلفة.

على الرغم من المناخ القاسي، أثبت النظام أنه موثوق واقتصادي. بناءً على بيانات التشغيل، بلغت تكلفة التدفئة للموسم حوالي 49 يوانًا صينيًا لكل متر مربع. في حين أن هذا أعلى من بعض الحلول السكنية، إلا أنه يمثلتوفيرًا يصل إلى 38% مقارنة بالتكلفة المقدرة للتدفئة البلدية (60-80 يوانًا صينيًا/متر مربع) في مثل هذه المنطقة النائية. يوضح هذا المشروع أنه مع الضوابط الذكية والأجهزة القوية، يمكن لمضخات الحرارة الهوائية إزالة الكربون حتى من أكثر البيئات الصناعية تحديًا.

إلى جانب تدفئة المساحات، يعد إنتاج المياه الساخنة المنزلية مستهلكًا هائلاً للطاقة. احتاج مصنع في جيانغمن، قوانغدونغ، مملوك لشركة معدات ذكية ليزر، إلى توفير إمدادات مياه ساخنة موثوقة لـ 3500 عامل. كان الهدف هو الابتعاد عن الأنظمة غير الفعالة وضمان كمية كافية من المياه الساخنة للاستحمام، خاصة خلال ساعات المساء الذروة.

كان الحل المختار عبارة عن مجموعة من ثماني وحدات سخانات مياه تعمل بمضخات الحرارة الهوائية بقدرة 20 حصانًا من Pristar. تعمل هذه الوحدات مثل "محركات حرارية" قوية، تسحب الحرارة من الهواء المحيط لرفع درجة حرارة 160 طنًا من المياه المخزنة في خزانات النظام. على عكس سخانات المياه الكهربائية التقليدية التي تولد الحرارة مباشرة، فإن مضخات الحرارة تنقل الحرارة الموجودة ببساطة، مما يؤدي إلى توفير كبير في الطاقة.

كان المشروع نجاحًا كبيرًا، حيث يوفرمياه ساخنة بدرجة حرارة ثابتة على مدار الساعة طوال أيام الأسبوعويقضي على القلق من "نفاد" المياه الساخنة. من الناحية الاقتصادية، يستخدم النظامطاقة أقل بنسبة 70% تقريبًامن معدات التدفئة الكهربائية التقليدية. توضح هذه الحالة الإمكانات الهائلة لمضخات الحرارة الهوائية في القطاع الصناعي، حيث يكون الطلب على كميات كبيرة من المياه الساخنة ثابتًا والإمكانات التوفيرية كبيرة.

كانت سياسة الحكومة الصينية "من الفحم إلى الكهرباء" محركًا رئيسيًا لتبني مضخات الحرارة الهوائية في المناطق الريفية. في قرى جيو تشوان، مقاطعة قانسو، الواقعة في شمال غرب البلاد حيث يمكن أن تنخفض درجات حرارة الشتاء إلى-26 درجة مئوية، اعتمد السكان تقليديًا على مواقد الفحم وأسرة الطوب المدفأة ("كانغ"). لم تكن هذه الطريقة كثيفة العمالة وتشكل خطر حريق فحسب، بل كانت أيضًا مصدرًا كبيرًا لتلوث الهواء.

بين عامي 2021 و 2024، تم تركيب حوالي 3000 مجموعة من وحدات مضخات الحرارة الهوائية Zhongguang Outeks (OUTES) في المنازل الريفية كجزء من مشروع تجديد ريفي. لقد غيرت وحدات سلسلة "Gemini Pro"، المتصلة بأنظمة التدفئة تحت الأرضية، الحياة الريفية بشكل جذري. لم يعد السكان بحاجة إلى الاستيقاظ في منتصف الليل لإضافة الفحم إلى الموقد؛ بل يستيقظون ببساطة على منزل دافئ ونظيف وآمن.

تعزز نجاح المشروع بجهد تعاوني حيث ساعدت الشركة المصنعة السلطات المحلية في تأمين5000 يوان صيني كإعانات لكل أسرةمن صندوق الوقاية من تلوث الهواء التابع للحكومة المركزية. هذا الدعم المالي، جنبًا إلى جنب مع الفوائد الواضحة للتكنولوجيا - الراحة والسهولة والنظافة - جعل انتقال الطاقة النظيفة واقعًا ملموسًا للسكان الريفيين.

في العديد من المدن الصينية المتوسعة، غالبًا ما تجد المشاريع الجديدة نفسها عالقة في "مناطق التدفئة الميتة" دون الوصول إلى الشبكة البلدية. كان مجمع جاوتشون (الشرقي) السكني في تشنغتشو، خنان، أحد هذه الحالات. غطى المجمع 265000 متر مربع مع تسعة أبراج سكنية ومركز مجتمعي وعيادة، وكان بدون تدفئة لسنوات بعد اكتماله. أثبت نظام غلايات الغاز الأولي أنه باهظ الثمن وغير مستقر، مما أدى إلى تقلب درجات الحرارة الداخلية وارتفاع تكاليف التشغيل.

لحل هذه المشكلة، نفذت شركة PowerChina Geothermal Company بديلاً مخصصًا "لمضخة الحرارة الهوائية". من خلال العمل كمستثمر وباني ومشغل، قدموا حلاً جاهزًا ألغى الحاجة إلى استثمار المقيمين الفرديين. يستخدم النظام الجديد الهواء كمصدر أساسي للطاقة، مما يضمن تدفئة مستقرة على مدار 24 ساعة.

كان المشروع نجاحًا كبيرًا، حيث حل "نقطة ألم معيشية" طويلة الأمد. خلال عملية تفتيش، زار نائب عمدة المدينة المحلي شيونغ فنغ شخصيًا منازل السكان للتحقق من درجة الحرارة. كانت ردود الفعل إيجابية للغاية، حيث أشاد السكان بالدفء وموثوقية الخدمة. يُحتذى بالمشروع الآن كنموذج لكيفية قيام الشراكات بين القطاعين العام والخاص وتكنولوجيا الطاقة النظيفة بحل تحديات البنية التحتية الحضرية المعقدة.

يمتد تكيف تكنولوجيا مضخات الحرارة الهوائية إلى مجموعة أوسع من التطبيقات المتخصصة. على سبيل المثال، وثقت شركة EK لتكييف الهواء العديد من المشاريع الناجحة التي تظهر هذا التنوع:

• المرافق التعليمية: في توربان، شينجيانغ، توفر 55 وحدة EK فائقة البرودة متغيرة التردد تدفئة بمساحة 100000 متر مربع لمدرسة ابتدائية وثانوية، مع ضمان التكنولوجيا التشغيل المستقر في تقلبات درجات الحرارة الشديدة في المنطقة من -38 درجة مئوية إلى 50 درجة مئوية.

• قاعات المعارض: استبدل متحف في تايوان، شانشي، وحدات لولبية قديمة وغير فعالة (وحدات لولبية) بـ 11 مضخة حرارة هوائية EK (متغيرة التردد). يوفر النظام الجديد تدفئة (على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع)، وهو ترقية كبيرة عن النظام السابق الذي كان يمكنه التدفئة خلال النهار فقط، مع العمل بهدوء أكبر.

• المجمعات التجارية: استخدم مركز تسوق في تيانجين يتمتع بقيود صارمة على المساحة والضوضاء 13 وحدة كبيرة فائقة البرودة. أدت كفاءتها العالية (كفاءة الطاقة الشاملة السنوية التي تتجاوز 3.8) وتصميمها المدمج والمعياري إلى تقليل استهلاك الطاقة بنسبة 30% مقارنة بالأنظمة التقليدية مع ملاءمتها لمنطقة تركيب محدودة.

يكمن مستقبل مضخات الحرارة الهوائية ليس فقط في الأجهزة، بل في التكامل الذكي للبرامج. كان هذا الاتجاه واضحًا تمامًا في معرض الصين لمضخات الحرارة لعام 2026 في شيجياتشوانغ. تتجه الشركات المصنعة الكبرى نحو حلول "كاملة السيناريو" تدمج الذكاء الاصطناعي لتحسين الأداء.

على سبيل المثال، عرضت Haier حلها "التحكم الذكي بالذكاء الاصطناعي لكامل السيناريو". في تطبيق عملي في مزرعة ثعابين البحر في فوجيان، يقوم نظام الذكاء الاصطناعي هذا بتنظيم درجة حرارة المياه بشكل مستقل بناءً على الظروف المحيطة، مما يقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة مع تحسين (معدلات بقاء الاستزراع المائي). في مشروع تدفئة إقليمي في شينجيانغ، يستخدم نظام Haier التنبؤ بالحمل لتوزيع الحرارة بدقة، مما يوفر ما يقدر بنحو 85000 طن من الكربون بحلول عام 2025.

وبالمثل، كشفت Midea عن مكيف الهواء المركزي "True Warm MAX"، الذي يستهدف نقطة الألم المتمثلة في فواتير الطاقة المرتفعة. من خلال دمج تقنية الانثالبي المزدوج (الحقن) مع إمكانيات "الدفع المباشر للطاقة الشمسية الذكية"، يسمح النظام للمنزل باستخدام الطاقة الشمسية مباشرة لتشغيل مضخة الحرارة خلال النهار، وتحقيق ما تسميه الشركة "استخدام طاقة مجاني" وجعل الراحة الراقية في متناول اليد.

دراسات الحالة المقدمة هنا - من الفندق المجدد في جينان والمنازل الريفية الدافئة في قانسو إلى (مجمع الخدمات اللوجستية) عالي التقنية في هيغانغ والمجتمع المدفأ حديثًا في تشنغتشو - تحكي قصة مقنعة. لقد نضجت مضخات الحرارة الهوائية لتصبح تقنية قوية ومتنوعة وذات جدوى اقتصادية.

لم تعد بديلاً متخصصًا بل حلاً رئيسيًا قادرًا على معالجة التحديات المناخية والتشغيلية المتنوعة في الصين. من خلال خفض تكاليف التشغيل، وتحسين نوعية الحياة، وتقليل البصمات الكربونية بشكل كبير، أثبتت مضخات الحرارة الهوائية أنها تقنية أساسية في رحلة الصين نحو مستقبل أخضر ومستدام. مع أصبحت الضوابط الذكية والأنظمة الهجينة هي القاعدة، يتحول السؤال للمبنين والمخططين من "إذا" إلى "أي" حل لمضخة الحرارة سيخدم احتياجاتهم على أفضل وجه.