پمپ حرارتی چیست و چه کاری انجام می‌دهد؟ چرا باید از این پمپ‌ها استفاده کرد؟ امروزه، سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی، کاربردهای متعدد صنعتی، نیمه‌صنعتی و غیر صنعتی داشته و در انواع مختلفی تقسیم‌بندی می‌شوند. یکی از کاربردی‌ترین این دستگاه‌های گرمایشی، پمپ حرارتی است که بر پایه سیکل تبرید تراکمی یا جذبی کار کرده و می‌تواند از گاز طبیعی، برق، انرژی گرمایی و… به عنوان منبع انرژی استفاده کند. از آنجایی که پمپ حرارتی در صنایع مختلف، کاربرد داشته و جایگاه ویژه‌ای نیز در ساختمان‌های مسکونی دارد، در این مقاله قصد داریم تا شما را با این دستگاه به طور کامل آشنا کنیم.
اگر قصد خرید پمپ وکیوم از یک ارائه‌دهنده معتبر را دارید، پارس وکیوم می‌تواند یکی از بهترین انتخاب‌های شما باشد. در صورت نیاز، کارشناسان و متخصصان ما در تمامی مراحل خرید همراه شما خواهند بود تا اطمینان حاصل کنند شما با اطمینان کامل محصول موردنظر را خریداری کرده و بودجه خود را در جای درستی هزینه می‌کنید.
آنچه در این مقاله می‌خوانیم:
- پمپ حرارتی چیست ؟
- اجزای تشکیل‌دهنده سیستم هیت پمپ
- روش عملکرد پمپ حرارتی
- آشنایی با انواع هیت پمپ
- رایج‌ترین پمپ حرارتی
- بررسی مزایای پمپ‌های حرارتی
- کاربرد پمپ حرارتی
- قیمت هیت پمپ
- سخن پایانی
پمپ حرارتی چیست ؟
پمپ حرارتی یا هیت پمپ (Heat Pump) در حقیقت نوعی پمپ گرمایشی است که حرارت و گرما را در جهت عکس و مخالف انتقال می‌دهد. بر اساس قوانین فیزیک، گرما از اجسام گرم به اجسام سرد منتقل می‌شود اما در پمپ‌های حرارتی این پروسه برعکس انجام شده و گرما و حرارت از جسم سرد یا فضایی با دمای کمتر به سمت جسم گرم یا فضایی با دمای بالاتر منتقل می‌شود. اصلی‌ترین تفاوت هیت پمپ ها با تجهیزات تهویه مطبوع تولید حرارت و برودت از این پمپ‌هاست.
برای نخستین بار، در سال 1855 فردی به نام پیتر ریتر فان رتنیر،با الهام از ایده لرد کوین، پمپ حرارتی را اختراع کرد. در نهایت، پس از تغییر و تحولاتی که روی آن‌ها انجام شد، در سال 1948، اولین پمپ حرارتی در ساختمان کامن ولث (پرتلند) نصب شد.
اجزای تشکیل‌دهنده سیستم هیت پمپ
پمپ حرارتی درست مانند دیگر انواع پمپ‌های باد و کمپرسور از اجزا و قطعات مختلفی تشکیل می‌شود که هر کدام از کاربردها و قابلیت‌های ویژه‌ای برخوردارند. از جمله مهم‌ترین اجزای این پمپ‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- دریچه انبساط: وظیفه این قطعه، تنظیم جریان مبرد است.
- مبرد: این بخش، گرما را در زمان گردش در دستگاه جذب و آزاد می‌کند.
- کمپرسور: کمپرسور، وظیفه تحت فشار قرار دادن مبرد را بر عهده دارد.
- سوپاپ معکوس: وظیفه این سوپاپ، تعویض جهت مبرد در دستگاه بوده و باعث می‌شود بین سرما و گرما تغییر و فاصله ایجاد شود.
- واحد داخلی یا هواساز: بخش داخلی،درست مانند واحد خارجی، دارای یک سیم‌پیچ و البته یک فن بوده و هوا را در منزل یا محیط به جریان می‌اندازند.
- واحد خارجی: واحد خارجی، از یک سیم‌پیچ تشکیل شده و در وضعیت خنک‌کننده به‌عنوان کندانسور و در وضعیت گرمایش به‌عنوان اواپراتور شناخته می‌شود.
پیشنهاد مطالعه: می‌دانید منظور از کمپرسور چیست و دقیقا چه کاربردی دارد؟ برای آشنایی کامل با این دستگاه مهم و پرکاربرد، پیشنهاد می‌کنیم حتما مقاله کمپرسور چیست را مطالعه کنید.
روش عملکرد پمپ حرارتی چیست؟
همان‌طور که بالاتر نیز اشاره کردیم، بر اساس قوانین فیزیک، گرما از جسمی با دمای بالاتر به جسمی با دمای پایین‌تر انتقال می‌یابد. هیت پمپ نیز طبق این اصل عمل کرده و گرما را در مجاورت محیطی با دما و فشار پایین‌تر قرار می‌دهد تا گرما به صورت طبیعی انتقال پیدا کند.
«لازم به ذکر است که با توجه به اینکه یونیت خارجی پمپ حرارتی هم به عنوان کندانسور و هم به عنوان اواپراتور عمل می‌کند، عملکرد این دستگاه، در زمستان و تابستان متفاوت خواهد بود.»
پیشنهاد مطالعه: اگر در مورد کندانسور و انواع آن نیاز به اطلاعات بیشتر دارید پیشنهاد می‌شود مقاله “دستگاه کندانسور چیست ؟ آشنایی 0 تا 100 با انواع کندانسور” که به توضیح کامل این موضوع پرداخته است را مطالعه کنید.
-
عملکرد سرمایشی
مرحله اصلی و اولیه در عملکرد سرمایشی پمپ‌ها، ورود مبرد به کمپرسور و تراکم آن است. در این فرآیند، دمای مبرد افزایش پیدا کرده و سپس به طرف کندانسور حرکت می‌کند. کندانسور با استفاده از هوای محیط، بیرون مبرد را خنک کرده و گرمای آن را از بین می‌برد. در نتیجه، مبرد از حالت گاز به مایع تبدیل می‌شود. در مرحله بعدی، مبرد به شیر انبساط وارد شده و باعث کاهش شدید فشار مبرد می‌شود. در نتیجه کاهش فشار، دما نیز کمتر شده و در نهایت مبرد گرمای محیط را جذب می‌کند. این عمل توسط اواپراتور انجام شده و بعد از جذب گرما، مجدداً مبرد به حالت گاز درآمده و تبخیر می‌شود. با تکرار این چرخه، مبرد به کمپرسور برمی‌گردد.
-
عملکرد گرمایشی
حالت گرمایش در پمپ حرارتی با تغییر جریان مبرد از طریق شیر معکوس ایجاد می‌شود و دقیقاً همان چرخه ایجاد سرما است که در جهت مخالف عمل می‌کند. در این حالت، یونیت خارجی، نقش اواپراتور را داشته و از این طریق، باعث جذب گرما در مبرد می‌شود.
در این مرحله، مبرد گازی دارای فشار کمی بوده اما بعد از ورود به کمپرسور، دما و فشار آن افزایش پیدا می‌کند؛ در نتیجه افزایش گرما نیز اتفاق می‌افتد. در مرحله بعدی که مبرد به کندانسور وارد می‌شود، هوای سرد داخل از روی کویل‌های کندانسور حاوی مبرد گرم عبور کرده و سبب می‌شود هوای سرد گرم شده و در نهایت دمای مبرد کم شود.
در نهایت، پس از آنکه مبرد به شیر انبساط وارد شد، به مایعی خنک با فشار کم تبدیل شده و این چرخه با برگشت به اواپراتور تکرار می‌شود.
پیشنهاد: پارس وکیوم به عنوان نماینده aerzen در ایران، می‌تواند بهترین محصولات این برند را در اختیار مشتریان خود قرار دهد. برای خرید این محصولات، می‌توانید از طریق سایت ما اقدام کرده و یا در واتساپ به شماره 09226431108 پیام بدهید.
آشنایی با انواع هیت پمپ
حال که بررسی کردیم پمپ حرارتی چیست و چگونه کار می‌کند، زمان آن است که با انواع این دستگاه کاربردی نیز آشنا شویم. هیت پمپ، همانند سایر پمپ‌های هوا بر اساس فاکتورهای مختلفی تقسیم‌بندی شده و از تنوع بسیار زیادی برخوردارند. این پمپ‌ها بر اساس چرخه حرارتی در دو دسته‌بندی اصلی قرار می‌گیرند:
1. پمپ حرارتی با سیستم تراکمی
همان‌گونه که از نام این دستگاه، مشخص است، پمپ‌های تراکمی با سیستم تراکم بخار کار کرده و از تبخیرکننده، چگالنده، کمپرسور و شیر انبساط کار تشکیل می‌شوند.
2. پمپ حرارتی با سیستم جذبی
پمپ‌های حرارتی جذبی از لحاظ کندانسور و تبخیرکننده نیز با هم تفاوت‌هایی داشته و می‌توانند در دو مدل حرارتی مولد و جاذب وجود داشته باشند که کار کمپرسور را انجام می‌دهند.
همچنین پمپ‌های حرارتی با توجه به منبعی که برای مبادله گرما و سرما به کار می‌گیرند، به دو نوع هوایی و زمینی تقسیم شوند:
1. پمپ‌های حرارتی هوایی
این پمپ‌ها می‌توانند در فصل زمستان گرما را از محیط بیرونی گرفته و در تابستان نیز گرما را به بیرون هدایت کنند. از رایج‌ترین پمپ‌های هوایی می‌توان به پمپ حرارتی هوا/هوا و پمپ حرارتی هوا/آب اشاره کرد. این پمپ‌ها سه چرخه متفاوت شامل سیکل گرمایش، سیکل سرمایش و سیکل دیفراست یا برفک زدایی را اجرایی می‌کنند.
2. پمپ حرارتی زمینی
این پمپ‌های حرارتی، از زمین یا منابع آب‌های زیرزمینی (یا هر دو) برای تأمین حرارت در زمستان و به عنوان چاه حرارتی در تابستان بهره می‌برند. این پمپ‌ها را با نام سیستم انرژی زمینی (EES) نیز می‌شناسند و از یک دستگاه پمپ حرارتی، مبدل گرمایی واسطه و سیستم انتقال هوا و آب گرم و سرد به فضای داخلی ساخته شده‌اند.
پیشنهاد مطالعه: می‌دانید پرشر سوییچ چیست و چه کاری انجام می‌دهد؟ به طورکلی سوئیچ فشار یا پرشر سوئیچ آب و هوا، ابزاری سودمند است که برای کنترل وضعیت فشار در یک محیط مورد استفاده قرار می‌گیرد و به همین دلیل از اهمیت بالایی برخوردار است. اگر می‌خواهید با این دتگاه کاربردی و مفید آشنا شوید، پیشنهاد می‌کنیم حتما از محتوای لینک مقابل استفاده کنید: پرشر سوییچ چیست .
رایج‌ترین پمپ حرارتی چیست ؟
همان‌طور که گفته شد تقسیم‌بندی‌های مختلفی برای پمپ‌های حرارتی وجود داشته و این پمپ‌ها از تنوع و تعدد بسیار زیادی برخوردارند. از جمله رایج‌ترین و پراستفاده‌ترین هیت پمپ‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- پمپ حرارتی هیبریدی
- پمپ حرارتی Thermoacoustic
- پمپ‌های حرارتی کربن دی‌اکسید Transcritica
- پمپ حرارتی جذبی (absorption): بر پایه بخار شدن مبرد و جذب آن به داخل واسطه جذبی کار می‌کند.
- پمپ حرارتی با موتورگازی: از یک پمپ حرارتی مکانیکی و یک موتورگازی ساخته شده و کمپرسور آن با موتور گازی کار می‌کند. این دستگاه، از گرمای ناشی از سردسازی موتور و سوخت گازی در موتورگازی استفاده کند.
- پمپ حرارتی مکانیکی: در آن، فشار مبرد با استفاده از یک کمپرسور افزایش یافته و در نهایت باعث افزایش نقطه جوش آن می‌شود. این پمپ‌ها در دو نوع سیستم با انبساط مستقیم (DX) و سیستمی که برای جداسازی مبرد گازی و سیال از یک مخزن استفاده می‌کند، تقسیم‌بندی می‌شوند.
- و…
بررسی مزایای پمپ‌های حرارتی
هیت پمپ درست مانند دیگر انواع پمپ‌های هوا و سایر تجهیزات مزیت‌ها و معایب خاص خود را داشته و از آنجایی که به منظور کمک به هدایت انرژی گرمایی برخلاف جهت، طراحی شده‌اند، کاربردهای متعددی نیز دارند. از مهم‌ترین مزایای این پمپ‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- سازگاری بالا با محیط زیست
- تولید کمتر آلودگی و آلاینده‌ها
- صرفه‌جویی در مصرف انرژی الکتریکی
- امکان تنظیم همزمان گرمایش و سرمایش پمپ
- استفاده از انرژی‌های نو به جای سوخت‌های فسیلی
- عدم وجود هیچگونه افت راندمانی و امکان پوشش دامنه دمایی گسترده
- قابل نصب در تمامی ساختمان‌های بلند با طول تقریبی لوله‌کشی عمودی ۲۰۰ متر
- عدم نیاز به تعمیر و نگهداری مداوم؛ به صورت میانگین تقریباً هر 30 ماه یک بار نیاز به سرویس خواهند داشت.
پیشنهاد: یکی از دیگر محصولات پارس وکیوم که با بهترین کیفیت در اختیار کاربران و مشتریان قرار می‌گیرد، بلوئر هوا است. اگر شما هم قصد خرید این محصول را دارید، می‌توانید از طریق سایت ما اقدام کرده و یا با شماره 66801373-021 تماس بگیرید.
کاربرد پمپ حرارتی چیست ؟
با توجه به ویژگی‌ها و قابلیت‌هایی که برای هیت پمپ ها عنوان شد و همچنین تنوع و تعدد بالای این پمپ‌ها، می‌توان انتظار داشت که کاربردها و استفاده‌های گسترده‌ای نیز دارند. از جمله مهم‌ترین کاربردهای پمپ حرارتی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- تأمین آب گرم مصرف خانوارها
- تأمین سرمایش و گرمایش منطقه‌ای
- استفاده در صنعت دام و طیور، گلخانه، غذا و دارو و…
- استفاده در محیط‌هایی که در فصول مختلف به گرما و سرما نیاز دارند
- گرم کردن آب استخرها، انبارها و نگهداری از کالاها و محصولات مختلف
- استفاده در انواع ساختمان‌های مسکونی، تجاری، صنعتی، ورزشی و خدماتی
- استفاده در مکان‌های کم دما و مجهز به منبع تخلیه گرما که به مصرف انرژی گرمایی نیاز دارند
قیمت هیت پمپ
عوامل مؤثری می‌توانند بر روی قیمت پمپ حرارتی مؤثر باشند؛ به همین دلیل نمی‌توان نرخ دقیق و مشخصی برای آن‌ها عنوان کرد. با این وجود، مهم‌ترین فاکتورهای مؤثر بر قیمت این تجهیزات را می‌توان در موارد زیر خلاصه کرد:
- نرخ ارز
- نوع چرخه حرارتی
- مدت زمان گارانتی
- کیفیت ساخت پمپ
- برند و شرکت تولیدکننده
- نوع منبع مورد استفاده برای مبادله گرما و سرما
- و…
پیشنهاد مطالعه: برای آشنایی با اینکه بلبرینگ چیست و چه کاری انجام می‌دهد، پیشنهاد می‌کنیم فرصت مطالعه مقاله بلبرینگ چیست را از دست ندهید.
جمع‌بندی نهایی
در این مقاله برای پاسخ به این سوال که پمپ حرارتی چیست، توضیح دادیم که این دستگاه، نوعی پمپ گرمایی است که حرارت و گرما را در جهت عکس انتقال داده و می‌تواند در انواع مختلفی مانند پمپ‌های تراکمی و جذبی تقسیم شده و همچنین به صورت هوایی یا زمینی نیز در دسترس است.
امیدواریم که مطالب گفته شده برای شما مفید بوده و به تمامی سوالات شما در این زمینه پاسخ دهند. اما چنانچه در مورد هریک از موارد گفته شده با سوالی مواجه شدید و یا موضوعی وجود داشت که تمایل داشتید در مورد آن‌ها بیشتر بدانید، با ما در قسمت کامنت به اشتراک بگذارید تا در سریع‌ترین زمان ممکن، پاسخگوی شما باشیم.
