پمپ حرارتی چیست؟

به طور کلی همه می می دانیم که حرارت از جسم گرم تر به جسم سرد تر منتقل می شود. با وجود این پدیده منطقی در طبیعت، دستگاهی ساخته شده است که بر عکس این عمل را انجام می دهد و این گرما از محیط یا جسم سرد تر به جسم یا محیط گرم تر منتقل می کند.

تاریخچه پمپ پنوماتیک

ایده طراحی پمپ حرارتی اولین بار توسط کوین در سال 1853 و مطرح شد و بعد از آن توسط فات رتینر عملی شد و به مرحله اختراع رسید. بعد از آن وبر توسط یک فریزر این پمپ را تست کرد و بعد از موفقیت آمیز بودن این آزمایش وبر اولین پمپ حرارتی که از منبع آن از زمین تامین می شد را اختراع کرد. این محصول به‌تدریج گسترش پیدا کرد و تمام جهان خریداران به‌خصوص خود را یافت. این پمپ به‌قدری ارزشمند شد که به بازار بورس امریکا و فنلاند راه یافت و بخشی از معادلات بازار بورس را از آن خود کرد. پمپ‌های حرارتی به‌عنوان انقلابی در صنعت شناخته می‌شوند که به میزان زیادی کار را برای افراد مختلف آسان نمودند.

اجزای یک پمپ حرارتی شامل چه چیزهایی منی شوند؟

یک پمپ حرارتی شامل اجزای مختلفی می شود. وقتی این اجزا را می شناسید شناخت بیشتری به این پمپ دارید و می توانید کیفیت خریدتان را بالا ببرید.

واحد خارجی: این بخش شامل یک سیم پیچ که در وضعیت خنک‌کننده به‌عنوان کندانسور و در وضعیت گرمایش به‌عنوان اپراتور شناخته می‌شود.

واحد درونی: این بخش نیز درست مانند واحد خارجی دارای یک سیم پیچ است با این تفاوت که کمک می کند تا هوا در محیط جریان داشته باشد.

مبرد: این بخش گرما را در زمان گردش در دستگاه جذب و آزاد می کند.

کمپرسور: این بخش مبرد را تحت فشار قرار می دهد.

سوپاپ معکوس: جهت مبرد را تغییر می دهد و این موضوع باعث می شود بین سرما و گرما فاصله بیافتد.

دریچه انبساط: این دریچه می تواند جریان مبرد را تنظیم کند.

یک پمپ حرارتی چطور کار می کند؟

نکته مثبت این پمپ این است که می تواند یک جریان اتلافی با دمای پایین را به یک جریان با دمای بالا و کاربردی تبدیل کند. این پمپ انواعی دارد و نوع مکانیکی آن استفاده بیشتری دارد. یک پمپ حرارتی 4 جز اصلی دارد: اواپراتور، کمپرسور، کندانسور و دستگاه انبساط است. مبرد سیالی است که از همه‌ی این قطعات عبور می‌کند. در اوپراتور گرما از یک منبع اتلافی خارج می شود. این حرارت در دمای بالاتر به مصرف کننده تحویل می شود. کمپرسور برای فعالیت به انرژی الکرتیکی نیاز دارد و این انرژی به حرارت موجود در کندانستور وارد می شود. این پمپ حرارتی راندمانی دارد که با یک ضریب عملکرد مشخص می شود که اصطلاحا به آن cop گفته می شود. به مقادیر الکتریسیته موردنیاز برای راه‌اندازی پمپ حرارتی تعریف می‌شود.

انواع پمپ های حرارتی

در بین همه ی پمپ هائی که وجود دارد پمپ های حرارتی مکانیکی بیشترین استفاده را دارند.

پمپ حرارتی مکانیکی

همان طور که بالاتر هم اشاره کردیم پمپ حرارتی مدل مکانیکی پر استفاده ترین نوع پمپ حرارتی است.

در پمپ های مکانیکی فشار مبرد با استفاده از کمپرسور افزایش میابد در نهایت باعث افزایش نقطه جوش آن می شود. دو نوع پمپ حرارتی داریم:

انبساط مستقیم

نوعی که برای جدا سازی مبرد گازی و سیال از یک مخزن استفاده می شوند.

پمپ های حرارتی با موتورگازی

این مدل پمپ تلفیق دو پمپ مکانیکی و یک موتور گازی می باشد. یک پمپ حرارتی معمولی با یک موتور الکتریکی کار می کند اما در این مدل پمپ کمپرسور با متور گازی به فعالیت ادامه می دهد. این پمپ می تواند از گرمای ناشی از سردکردن موتور و سوخت گازی در موتور استفاده کند.

پمپ جذبی

این پمپ به طور کلی بر مبنای بخار شدن مبرد و جذب آن می باشد. ترکیب‌های شناخته‌شده از مبرد و واسط جذب کننده شامل لیتیم برمید و آب و همچنین آمونیاک و آب است. انرژی که در این مدل پمپ استفاده می شود انرژی گرمائی است.

پمپ‌های حرارتی کربن دی‌اکسید Transcritical:

کربن دی‌اکسید در دماهای بالاتر از ۳۱ درجه‌ی سانتی‌گراد در شرایط Trans-critical قرار می‌گیرد. به این معنی که فاز گازی و سیال را نمی‌توان از یکدیگر تشخیص داد. به خاطر بروز این پدیده، گرما قادر است به‌جای یک دمای معین در بازه‌ای از دماها توزیع شود.

پمپ حرارتی هیبریدی:

پمپ حرارتی هیبریدی ترکیبی است از پمپ حرارتی مکانیکی و جذبی. اصول عملکرد آن بر پایه‌ی این امر است که جذب آمونیاک در آب، در مقایسه با تقطیر آمونیاک در فشار معین، در دماهای بسیار بالاتری رخ می‌دهد.

پمپ حرارتی Thermoacoustic:

این پمپ‌ها از یک قاعده‌ی فیزیکی که اختلاف دما باعث تولید امواج صوتی می‌شود، استفاده می‌کنند؛ و یا برعکس که امواج صوتی سبب ایجاد اختلاف دما می‌شوند. برای ایجاد امواج صوتی از حرارت اتلافی با دمای پایین استفاده می‌شود. از این امواج برای ایجاد اختلاف دما در دیگر جاذب ها که دمای بالایی دارند استفاده می‌شود. این سیستم‌ها هنوز در بازار موجود نیستند.

پمپ های حرارتی چه مزایایی دارند؟

این پمپ ها برای کمک به استفاده از انرژی بر خلاف جهت حرکت طبیعی آن طراحی شده اند. در واقععاین پمپ ها جریان گرمائی را از محل سرد تر جذب و به محل گرم تر می برند. لزوماً نباید سیستم کاملاً از کار بیفتد تا احتیاج به تعویض داشته باشد؛ اما نشانه‌هایی وجود دارند که از روی آن‌ها می‌توانید تشخیص دهید که باید پمپ را تعویض کنید یا خیر. اگر کاملاً ازکارافتاده باشد طبیعتاً باید آن را جایگزین کنید؛ اما هم‌زمان ۵ نشانه وجود دارد که نیاز به تعویض پمپ را به شما نشان خواهد داد.

دیگر مزایای پمپ حرارتی

می‌توان به‌طور هم‌زمان گرمایش و سرمایش را تنظیم کرد.
با استفاده از فن‌های کندانسور و همین‌طور فن‌های هواساز و فن کویل‌هایی که از موتورهای DC استفاده می‌کنند مصرف انرژی الکتریکی به میزان زیادی کم خواهد شد.
می‌توان پمپ حرارتی را در تمامی ساختمان‌های بلند با طول تقریبی لوله‌کشی عمودی ۲۰۰ متر نصب کرد.
دارای قابلیت ایجاد فاصله زمانی ۱۰۰۰۰ ساعته میان هر سرویس موتور تا سرویس بعدی (تقریباً یک دفعه سرویس در هر ۳٫۲ سال)
استفاده از ظرفیت خنک کاری و گرمادهی حداکثری حتی زمانی که دمای مثبت ۴۸ و منفی ۲۰ درجه سانتی گراد است و هیچ افت راندمانی ایجاد نمی‌شود.
نبود سیکل دیفراست در هیت پمپ GHP