راهنمای خواندن
پمپ‌های حرارتی این روزها بسیار رایج هستند، به‌ویژه در اروپا، جایی که برخی از کشورها در تلاش هستند تا نصب اجاق‌ها و دیگهای سوخت فسیلی را به نفع گزینه‌های سازگارتر با محیط‌زیست، از جمله پمپ‌های حرارتی کم‌مصرف، ممنوع کنند. (کوره ها هوا را گرم می کنند و آن را از طریق لوله ها در سراسر خانه پخش می کنند، در حالی که دیگهای بخار آب را برای تامین آب گرم یا بخار گرم می کنند.) امسال، دولت ایالات متحده مشوق های مالیاتی برای نصب پمپ های حرارتی ارائه کرد، که معمولاً هزینه اولیه بیشتری نسبت به کوره های سنتی دارند. اما در دراز مدت بسیار کارآمدتر هستند.
در زمینه خودروهای انرژی نو، به دلیل اینکه ظرفیت باتری محدود است، صنعت را نیز به سمت پمپ های حرارتی سوق داده است. بنابراین شاید وقت آن رسیده است که به سرعت یاد بگیرید پمپ های حرارتی به چه معنا هستند و چه کار می کنند.
رایج ترین نوع پمپ حرارتی چیست؟
با توجه به شایعات اخیر، ممکن است تعجب کنید که بدانید قبلاً از a استفاده می کنیدپمپ حرارتی- احتمالاً بیش از یک در خانه و بیش از یک در ماشین خود دارید. شما فقط آنها را پمپ حرارتی نمی نامید: شما از اصطلاحات "یخچال" یا "تهویه مطبوع" استفاده می کنید.
در واقع این ماشین ها پمپ های حرارتی هستند، یعنی گرما را از یک مکان نسبتا سرد به یک مکان نسبتا گرم منتقل می کنند. گرما به طور خود به خود از گرم به سرد جریان می یابد. اما اگر می خواهید آن را از سرد به گرم تبدیل کنید، باید آن را "پمپ" کنید. بهترین تشبیه در اینجا آب است که به خودی خود از تپه سرازیر می شود، اما باید به بالای تپه پمپ شود.
هنگامی که گرمای موجود در نوعی سردخانه (هوا، آب و غیره) را به انبار گرم پمپ می کنید، سردخانه سردتر می شود و انبار گرم گرمتر می شود. در واقع این همان چیزی است که یخچال یا تهویه مطبوع شما در مورد آن است - گرما را از جایی که لازم نیست به جای دیگری منتقل می کند، و برای شما مهم نیست که کمی گرمای اضافی را هدر دهید.
چگونه با پمپ حرارتی یک چیلر کاربردی بسازیم؟
بینش کلیدی که تولید کردپمپ های حرارتی در اوایل قرن نوزدهم، زمانی که تعدادی از مخترعان، از جمله جیکوب پرکینز، متوجه شدند که می‌توانند چیزی را به این طریق بدون هدر دادن مایعات فراری که برای رسیدن به خنک‌سازی تبخیر می‌شوند، خنک کنند. آنها استدلال کردند که به جای رها کردن این بخارات در اتمسفر، بهتر است آنها را جمع آوری کنیم، آنها را به مایع تبدیل کنیم و از آن مایع به عنوان خنک کننده مجدد استفاده کنیم.
یخچال و کولر گازی برای همین است. آنها مبردهای مایع را تبخیر می کنند و از بخار سرد برای جذب گرما از داخل یخچال یا ماشین استفاده می کنند. سپس گاز را فشرده می کنند که دوباره به شکل مایع متراکم می شود. این مایع اکنون داغتر از زمانی است که شروع به کار کرده است، بنابراین مقداری از حرارتی که در خود نگه می دارد می تواند به راحتی (احتمالاً با کمک فن) به محیط اطراف جریان یابد - چه در فضای باز و چه در جای دیگر آشپزخانه.
گفت: شما با پمپ های حرارتی بسیار آشنا هستید. فقط شما مدام از آنها به عنوان کولر و یخچال یاد می کنید.
حالا بیایید یک آزمایش فکری دیگر انجام دهیم. اگر تهویه مطبوع پنجره ای دارید، حتی می توانید آن را به عنوان یک آزمایش واقعی انجام دهید. به عقب نصب کنید. یعنی کنترل های آن را خارج از پنجره نصب کنید. این کار را در هوای خنک و خشک انجام دهید. قرار است چه اتفاقی بیفتد؟
همانطور که انتظار دارید، هوای سرد را به حیاط خلوت شما وارد می کند و گرما را وارد خانه شما می کند. بنابراین همچنان گرما را منتقل می کند و با گرم کردن آن خانه شما را راحت تر می کند. مطمئناً، هوای بیرون را خنک می‌کند، اما وقتی از ویندوز دور می‌شوید، این تأثیر به حداقل می‌رسد.
اکنون یک پمپ حرارتی برای گرم کردن خانه خود دارید. شاید بهترین نباشدپمپ حرارتی، اما کار خواهد کرد. علاوه بر این، وقتی تابستان می آید، می توانید آن را زیر و رو کرده و به عنوان کولر گازی استفاده کنید.
البته، در واقع این کار را نکنید. اگر آن را امتحان کنید، بدون شک اولین باری که باران می آید و آب وارد کنترلر می شود، از کار می افتد. در عوض، می‌توانید یک پمپ حرارتی تجاری «منبع هوا» بخرید که از همان اصل برای گرم کردن خانه‌تان استفاده می‌کند.
البته مشکل این است که ودکا گران است و برای خنک کردن شراب به سرعت آن را تمام می کنید. حتی اگر ودکا را با الکل مالشی ارزان‌تر جایگزین کنید، به زودی از هزینه آن شکایت خواهید کرد.
برخی از این دستگاه‌ها دارای دریچه‌های معکوس هستند که به همان دستگاه اجازه می‌دهد نقش دوگانه ای را انجام دهد: آنها می‌توانند گرما را از بیرون به داخل یا از داخل به بیرون پمپ کنند و هم گرما و هم تهویه هوا را فراهم کنند، همانطور که در زیر توضیح داده شد.
چرا پمپ های حرارتی کارآمدتر از بخاری های برقی هستند؟
پمپ های حرارتی کارآمدتر از بخاری های برقی هستند زیرا برای تولید گرما به برق نیاز ندارند. برق مصرفی aپمپ حرارتیمقداری گرما تولید می کند، اما مهمتر از آن گرما را از بیرون به خانه شما پمپ می کند. نسبت گرمای آزاد شده در خانه به انرژی ارسالی به کمپرسور الکتریکی را ضریب عملکرد یا COP می گویند.
یک بخاری فضای الکتریکی ساده که تمام گرمای تولید شده توسط المنت گرمایش الکتریکی را فراهم می کند دارای COP 1 است. از طرف دیگر، COP یک پمپ حرارتی می تواند یک مرتبه بزرگتر باشد.
با این حال، COP یک پمپ حرارتی یک مقدار ثابت نیست. با اختلاف دما بین دو مخزنی که گرما در آنها پمپ می شود، نسبت معکوس دارد. گفته شد، اگر گرما را از یک مخزن نه چندان سرد به یک ساختمان نه چندان گرم پمپ کنید، COP مقدار زیادی خواهد بود، به این معنی که پمپ حرارتی شما در استفاده از برق بسیار کارآمد است. اما اگر بخواهید گرما را از یک مخزن بسیار سرد به داخل ساختمانی که از قبل گرم است پمپاژ کنید، مقدار COP کاهش می‌یابد که به معنای کاهش بهره‌وری است.
نتیجه همان چیزی است که به طور شهودی انتظار دارید: بهتر است از گرم ترین چیزی که می توانید پیدا کنید به عنوان یک مخزن گرما در فضای باز استفاده کنید.
پمپ های حرارتی منبع هوا که از هوای بیرون به عنوان مخزن گرما استفاده می کنند بدترین گزینه در این زمینه هستند زیرا هوای بیرون در فصل گرمایش زمستان بسیار سرد است. پمپ های حرارتی منبع زمینی (همچنین به عنوان پمپ های حرارتی زمین گرمایی نیز شناخته می شوند) بهتر هستند، زیرا حتی در زمستان، زمین در اعماق متوسط هنوز کاملاً گرم است.
بهترین منبع حرارتی برای پمپ های حرارتی چیست؟
مشکل منبع زمینپمپ های حرارتیاین است که شما به راهی برای دسترسی به این مخزن مدفون گرما نیاز دارید. اگر فضای کافی در اطراف خانه خود دارید، می‌توانید خندق‌هایی حفر کنید و دسته‌ای از لوله‌ها را در عمق معقولی مانند عمق چند متر دفن کنید. سپس می توانید مایعی (معمولاً مخلوطی از آب و ضد یخ) را از طریق این لوله ها به گردش درآورید تا گرمای زمین را جذب کند. از طرف دیگر، می توانید سوراخ های عمیقی در زمین ایجاد کنید و لوله ها را به صورت عمودی در این سوراخ ها نصب کنید. هر چند همه اینها گران خواهد شد.
راهبرد دیگری که برای عده کمی خوش شانس در دسترس است این است که با فرو بردن یک لوله در آب در عمق معین، گرما را از یک بدنه آبی مجاور استخراج کنند. به این پمپ های حرارتی منبع آب می گویند. برخی از پمپ‌های حرارتی از استراتژی غیرعادی‌تر استخراج گرما از هوای خروجی از ساختمان یا آب گرم خورشیدی استفاده می‌کنند.
در آب و هوای بسیار سرد، نصب پمپ حرارتی منبع زمین در صورت امکان منطقی است. احتمالاً به همین دلیل است که بیشتر پمپ های حرارتی در سوئد (که یکی از بالاترین تعداد پمپ های حرارتی سرانه را دارد) از این نوع هستند. اما حتی سوئد درصد زیادی از پمپ های حرارتی منبع هوا دارد، که این ادعای رایج (حداقل در ایالات متحده) مبنی بر اینکه پمپ های حرارتی فقط برای گرم کردن خانه ها در آب و هوای معتدل مناسب هستند را رد می کند.
بنابراین در هر کجا که هستید، اگر توانایی پرداخت هزینه های اولیه بالاتر را دارید، دفعه بعد که با تصمیمی در مورد نحوه گرم کردن خانه خود مواجه شدید، به جای اجاق گاز یا دیگ سنتی از پمپ حرارتی استفاده کنید.
زمان ارسال: اکتبر-19-2023