مضخة حرارية هوائية المصدر
في المناخات الباردة

يمكن لمضخة حرارية هوائية المصدر مصممة خصيصًا لمناخات قارسة البرودة أن تستخرج حرارة مفيدة من هواء جوي تصل برودته إلى 30- درجة مئوية (22- درجة فهرنهايت). من بين الشركات الصانعة شركتا ميتسوبيشي وفوجيتسو. يمكن لأحد طرازات شركة ميتسوبيشي توفير الحرارة عند درجة حرارة 35- درجة مئوية، لكن معامل الأداء ينخفض إلى 0.9، ما يعني أن التدفئة بمقاومة الكهرباء ستكون أكثر كفاءةً عند درجة الحرارة تلك. وفقًا لمعطيات الشركة الصانعة، فإن معامل الأداء عند درجة حرارة 30- درجة مئوية هو 1.1، مع أن منشورات الشركة الصانعة تدعي بنفس الوقت أن معامل الأداء الأدنى 1.4 وتعد بأداء مقبول حتى درجة حرارة 30- درجة مئوية. رغم أن المضخات الحرارية هوائية المصدر أقل كفاءة من المضخات الحرارية باطنية المصدر (من باطن الأرض) عند تركيبها بشكل صحيح في المناخات الباردة، فإن الكلفة الابتدائية للمضخات الحرارية هوائية المصدر قد تجعلها أفضل خيار من الناحية العملية أو الاقتصادية. وجدت دراسة أجرتها إدارة الموارد الطبيعية في كندا أن المضخات الحرارية هوائية المصدر للمناخات الباردة تعمل بالفعل في ظروف الشتاء الكندي، بناءً على اختبارات في أوتاوا بمقاطعة أونتاريو في أواخر ديسمبر حتى أوائل يناير عام 2013 باستخدام مضخة حرارية هوائية المصدر للمناخات الباردة تتصل مع نظام تدفئة يعمل على مجاري الهواء الساخن. (لا يقول التقرير بصريح العبارة فيما إذا كان من الأفضل استخدام مصادر تدفئة احتياطية لدرجات حرارة أقل من 30- درجة مئوية. القيمة الدنيا المسجلة في أوتاوا هي 36- درجة مئوية). توفر أنظمة المضخات الحرارية هوائية المصدر للمناخات الباردة 60% من التوفير في الطاقة (ولكن ليس في ما يخص كلفة الطاقة) بالمقارنة مع الغاز الطبيعي، وذلك عند دراسة الفعالية الطاقية ضمن المنزل فقط. أما عند أخذ الفعالية الطاقية لتوليد الكهرباء بعين الاعتبار، فإن المضخات الحرارية هوائية المصدر للمناخات الباردة تستخدم مقدارًا أكبر من الطاقة بالمقارنة مع التدفئة باستخدام الغاز الطبيعي، وذلك في مقاطعات أو مناطق (ألبيرتا، نوفا سكوتيا، المناطق الشمالية الغربية)، حيث كان توليد الطاقة بحرق الفحم الأسلوب السائد لتوليد الكهرباء. (لم تكن مقادير التوفير الطاقي في ساسكاتشيوان تستحق الذكر. والمقاطعات الأخرى تستخدم الطاقة الكهرمائية و/أو النووية بشكل أساسي). رغم المقادير المؤثرة لتوفير الطاقة مقارنةً بالغاز في المقاطعات التي لا تعتمد على الفحم بشكل رئيسي، جعل ارتفاع سعر الكهرباء مقارنةً مع الغاز الطبيعي (رجوعًا إلى السعر للمستهلك عام 2012 في أوتاوا، أونتاريو) من الغاز الطبيعي مصدرًا أرخص للطاقة. (لم يحسب التقرير كلفة التشغيل في مقاطعة كيبك، حيث تنخفض أسعار الكهرباء، ولم يظهر أثر أسعار الكهرباء المتغيرة مع زمن الاستعمال). وجدت الدراسة أن المضخات الحرارية هوائية المصدر للمناخات البادرة في أوتاوا تكلف أكثر بنسبة 124% للتشغيل مقارنةً بأنظمة الغاز الطبيعي. ولكن، في المناطق التي لا يتوفر فيها الغاز الطبيعي لأصحاب المنازل، يمكن تحقيق توفير كلفة طاقية يصل إلى 59% مقارنةً بالتدفئة باستخدام الوقود النفطي. لاحظ التقرير أن ما يقارب مليون مقيم في كندا (8% من عدد السكان) ما يزالون يتدفؤون باستخدام الوقود النفطي. يظهر التقرير توفيرًا في الكلفة الطاقية مقداره 54% للمضخات الحرارية هوائية المصدر للمناخات الباردة مقارنةً بالتدفئة تحت الأرضية باستخدام المقاومة الكهربائية. بناءً على هذه المقادير من التوفير، أظهر التقرير إمكانية استرداد تكلفة استبدال أنظمة المضخات الحرارية هوائية المصدر للمناخات الباردة بأنظمة عاملة على الوقود النفطي أو بأنظمة التدفئة تحت الأرضية العاملة على المقاومة الكهربائية خلال خمس سنوات. (لم يحدد التقرير فيما لو أخذت هذه الحسابات بعين الاعتبار الاحتياج المحتمل إلى تطوير في خدمة الشبكة الكهربائية عند التحويل من الوقود النفطي. يفترض ألا يكون هناك حاجة إلى تطوير خدمة الشبكة الكهربائية عند الانتقال من التدفئة باستخدام المقاومة الكهربائية). أشار التقرير إلى وجود تراوح أكبر في درجات حرارة الغرف عند استخدام المضخات الحرارية بسبب دورات منع التجمد (راحة حرارية أقل).