हीट पंप कैसे काम करते हैं? सभी ताप पंपों में संचालन का एक ही मूल सिद्धांत. एयर स्रोत हीट पंप का उपयोग बाहरी हवा हीट सिंक के रूप में, भू-तापीय हीट पंप का उपयोग करते हैं ज़मीन हीट सिंक के रूप में। यहां हम सबसे सरल शब्दों में इस प्रमुख प्रश्न का उत्तर देंगे:

“हीट पंप क्या है और यह कैसे काम करता है?”

ऊष्मा पम्प एक HVAC उपकरण है जो ऊष्मा को एक स्थान से दूसरे स्थान में स्थानांतरित करता है (आउटडोर से इनडोर, इंडोर से आउटडोर)। मूल रूप से, यह एक एयर कंडीशनर (इनडोर से आउटडोर में गर्मी स्थानांतरित करता है) और एक भट्टी (आउटडोर से इनडोर में गर्मी स्थानांतरित करता है) दोनों के रूप में काम कर सकता है।

यह इसे बहुत उपयोगी बनाता है (आप 2 उपकरणों के बजाय 1 उपकरण का उपयोग कर सकते हैं) और अत्यंत ऊर्जा-कुशल। गर्म हो रहा है और ठण्डा हो रहा है बिजली बिलों में भारी गिरावट (के अनुसार अमेरिकी ऊर्जा विभाग, “जियोथर्मल हीट पंप ऊर्जा के उपयोग को कम कर सकते हैं” 30% -60% द्वारा) क्योंकि आपको हीटिंग/कूलिंग बनाने के लिए बिजली का उपयोग नहीं करना पड़ता है; आप केवल बिजली का उपयोग करते हैं स्थानांतरण गर्म करना ठंडा करना।

ध्यान दें: हाल ही में, हमने घरेलू अक्षय ताप प्रोत्साहन (आरएचआई) यूके सरकार के ताप पंप अनुदान के कारण यूके में हीट पंप की बिक्री में काफी वृद्धि देखी है। आप के बारे में और अधिक पढ़ सकते हैं यह प्रोत्साहन यहाँ.

यहां दो विरोधाभासी अवधारणाएं हैं जो हम तुरंत सोचते हैं कि गर्मी पंप कैसे काम करते हैं:

  1. सर्दी में गर्मी पंप गर्मी कैसे कर सकता है? यह बाहरी हवा (मान लीजिए 14°F या -10°C) से गर्मी को इनडोर हवा (+70°F या +20°F) को गर्म करने के लिए स्थानांतरित करता है:
  2. गर्मी में हीट पंप कैसे ठंडा हो सकता है? गर्मियों में बाहरी हवा का तापमान 86°F या 30°C से अधिक हो सकता है; यह स्थानांतरण उस उच्च तापमान वाली हवा का उपयोग 68°F या 20°C से नीचे के अंदर की हवा को ठंडा करने के लिए कैसे कर सकता है?

यह सब ऑपरेशन के सिद्धांत के साथ करना है जिसे कहा जाता है ‘रिवर्स-साइकिल कंडीशनिंग’ द्वारा सुगम किया गया रेफ्रिजरेंट आउटडोर से इनडोर यूनिट में चल रहा है. हम एक ले लेंगे व्यवस्थित चरण-दर-चरण दृष्टिकोण यह समझाने के लिए कि सभी 3 ताप पंप तंत्र कैसे काम करते हैं, अर्थात्:

  1. सर्दियों में हीट पंप कैसे काम करता है? (क्रमशः हीटिंग स्पष्टीकरण)
  2. गर्मी में हीट पंप कैसे काम करता है? (क्रमशः शीतलन स्पष्टीकरण)
  3. हम सभी महत्वपूर्ण (फिर भी अक्सर अनदेखी) को भी कवर करेंगे डीफ़्रॉस्ट चक्र जो सर्दियों में हीट पंप की सुरक्षा के लिए आवश्यक है।

हम देखेंगे कि सभी ताप पंपों का संचालन सिद्धांत रिवर्स-साइकिल कंडीशनिंग पर आधारित है। इस सिद्धांत को समझने से हमें यह समझने में मदद मिलती है कि मिनी-स्प्लिट एयर-सोर्स हीट पंप कैसे काम करता है और जियोथर्मल हीटिंग कैसे काम करता है (मूल सिद्धांत, अलग हीट सिंक)।

सर्दियों में हीट पंप कैसे काम करता है? (ताप चक्र)

ताप पंप हीटिंग चक्र बाहरी हवा या जमीन का उपयोग a . के रूप में करता है मध्यम तापमान स्रोत, इससे गर्मी निकालता है, और इसे स्थानांतरित करता है उच्च तापमान इनडोर हवा में गर्मी। या यूं कहें कि सर्दियों में ताप चक्र हमें गर्म करता है।

अब, इससे पहले कि हम देखें कि सर्दियों में हीट पंप चरण-दर-चरण कैसे काम करता है, आइए अपने रास्ते से एक बात स्पष्ट करें:

गर्मी पंप पहले से ही गर्म इनडोर हवा (70 डिग्री फ़ारेनहाइट या 20 डिग्री फ़ारेनहाइट) को गर्म करने के लिए ठंडी बाहरी हवा (14 डिग्री फ़ारेनहाइट या -10 डिग्री सेल्सियस) का उपयोग कैसे कर सकता है?

यहां महत्वपूर्ण हिस्सा यह समझना है कि एक ताप पंप या भौतिक विज्ञानी हवा को ‘ठंड’ या ‘गर्म’ के रूप में देखता है। गरम हवा सिर्फ हवा के साथ है उच्च ताप सामग्री, और सर्दी हवा सिर्फ हवा है a थोड़ी कम गर्मी विषय।

हीट पंप की बाहरी इकाई कैसे काम करती है
यह एक वायु-स्रोत ऊष्मा पम्प की एक बाहरी इकाई है। सर्दियों में, यह ठंडी हवा से गर्मी निकालता है, और इसे घर के अंदर स्थानांतरित करता है।

इसका मतलब है कि गर्मी पंप गर्मी चक्र का बिंदु ठंडी बाहरी हवा से उपलब्ध गर्मी निकालना है, और इसे घर के अंदर स्थानांतरित करना है।

हीट पंप की बाहरी इकाई कैसे काम करती है
यह एक एयर-सोर्स हीट पंप की एक इनडोर यूनिट (या एयर हैंडलर) है। सर्दियों में आपके घर को गर्म करने के लिए ठंडी हवा चलती है।

यहां बताया गया है कि सर्दियों में हीट पंप का हीट साइकिल कैसे काम करता है:

चरण-दर-चरण ताप चक्र समझाया गया

  1. शीतल में कम दबाव तथा कम तापमान तरल अवस्था है बाहरी कॉइल में परिचालित.
  2. यहां तक ​​कि ठंडी बाहरी हवा में भी इस रेफ्रिजरेंट की तुलना में अधिक तापमान होता है। NS रेफ्रिजरेंट इस गर्मी को अवशोषित करता है तथा तरल से गैस में बदल जाता है (या गर्म वाष्प)।
  3. यह रेफ्रिजरेंट गैस है दबा हुआ कंप्रेसर द्वारा (बाहरी इकाई में); इससे उसका तापमान और बढ़ जाता है।
  4. गर्म रेफ्रिजरेंट is इनडोर यूनिट की ओर भेजा गया रेफ्रिजरेंट लाइनों के माध्यम से (वे रेखाएँ जो दीवार से होकर जाती हैं और बाहरी और इनडोर इकाई को जोड़ती हैं)।
  5. गर्म उच्च दबाव वाले रेफ्रिजरेंट को इनडोर कॉइल के माध्यम से परिचालित किया जाता है।
  6. जब कूलर कमरे की हवा इन इनडोर कॉइल के चारों ओर घूमती है, तो यह का कारण बनती है ठंडा करने के लिए रेफ्रिजरेंट और वापस तरल अवस्था में संघनित करें।
  7. रेफ्रिजरेंट गैस संघनन एक तरल अवस्था में वापस (एक एंडोथर्मिक प्रक्रिया) इनडोर हवा को गर्म करता है इनडोर कॉइल के चारों ओर, हीटिंग की सुविधा के लिए आवश्यक गर्मी प्रदान करता है।
  8. इनडोर हैंडल में लगा एयर ब्लोअर इस गर्म हवा को हमारे घर में पहुंचा देता है। हम ऐसा महसूस करते हैं गरम करना.
  9. रेफ्रिजरेंट ने अपना काम किया है; यह अब a . से होकर गुजरता है दबाव कम करने वाला हिस्सा (हम इसे एक कहते हैं ‘विस्तार वाल्व’ जो फिर से एक निम्न-तापमान निम्न-दबाव तरल-अवस्था रेफ्रिजरेंट उत्पन्न करता है।
  10. रेफ्रिजरेंट बाहरी कॉइल और गर्मी पर आता है चक्र फिर से शुरू होता है.

गर्मी पंपों के आंतरिक कामकाज को समझने में आपकी सहायता के लिए आप इस उदाहरण का उपयोग कर सकते हैं:

सर्दियों में हीट पंप कैसे काम करता है

हीट पंप के मामले में गरम करना, हम देखते हैं कि घर के बाहर कॉइल्स के रूप में काम करते हैं बाष्पीकरण करनेवाला कुंडल। घर के अंदर एयर हैंडलर में कॉइल्स के रूप में काम करते हैं कंडेनसर कुंडल।

हीट पंप के मामले में ठंडा, घर के बाहर कॉइल्स के रूप में काम करते हैं कंडेनसर कुंडल, और घर के अंदर कॉइल्स के रूप में काम करते हैं बाष्पीकरण करनेवाला कुंडल।

इस प्रकार कोई भी ऊष्मा पम्प – एयर स्रोत, भू-तापीय, जल स्रोत – रेफ्रिजरेंट लिक्विड-गैस ट्रांसफॉर्मेशन के स्मार्ट उपयोग के साथ गर्मी उत्पन्न करें और इसे घर के अंदर स्थानांतरित करें।

ध्यान दें: एक ऊष्मा पम्प द्वारा दी गई ऊष्मा को उस स्थान पर स्थानांतरित कर दिया जाता है जिसे हम ‘कहते हैं’ताप सिंक‘। हीटिंग के मामले में, इनडोर वायु गर्मी या ‘हीट सिंक’ का प्राप्तकर्ता है; हम अपना घर गर्म कर रहे हैं। शीतलन के मामले में, हम गर्मी को इनडोर से बाहर निकालते हैं और इसे बाहरी हीट सिंक में स्थानांतरित करते हैं; बाहरी हवा (हवा-स्रोत), NS ज़मीन (भूतापीय), या पानी (जल स्रोत).

आइए देखें कि ताप पंप में शीतलन चक्र कैसे काम करता है:

गर्मी में हीट पंप कैसे काम करते हैं? (शीतलन चक्र)

जैसा कि आप कल्पना कर सकते हैं, हीटिंग के बजाय शीतलन प्रदान करने के लिए, की दिशा गर्मी हस्तांतरण उलट है. हीट पंप में एक हीटिंग-टू-कूलिंग स्विच होता है जो इसे उलट देता है। आप इसे हीट पंप थर्मोस्टेट के माध्यम से आसानी से नियंत्रित कर सकते हैं।

यहां चरण-दर-चरण बताया गया है कि गर्मी में हीट पंप कैसे काम करता है:

  1. हीट पंप थर्मोस्टेट को ‘कूलिंग’ पर स्विच करें। इस रिवर्सिंग वाल्व को सक्रिय करता है, उस दिशा को स्विच करता है जिसमें कंप्रेसर पंप पंप करता है, और पराजय सर्द का प्रवाह.
  2. इंडोर कॉइल निचोड़ इनडोर हवा से गर्मी। तरल रेफ्रिजरेंट को इनडोर गर्मी से गैसीय अवस्था में बदल दिया जाता है।
  3. गर्म रेफ्रिजरेंट गैस वाष्प को के माध्यम से बाहरी इकाई में डाला जाता है रेफ्रिजरेंट लाइन्स.
  4. बाहरी कॉइल में (अब संक्षेपण कॉइल के रूप में कार्य कर रहा है) गर्म रेफ्रिजरेंट को ठंडा किया जाता है, इनडोर गर्मी को खदेड़ना सड़क पर.
  5. कंप्रेसर फिर से रेफ्रिजरेंट को एक तरल कम दबाव वाले कम तापमान वाली तरल अवस्था में निचोड़ता है।
  6. तरल रेफ्रिजरेंट शुरू होता है फिर से ठंडा करने का चक्र.

गर्मी पंप शीतलन चक्र कैसे काम करता है इसकी मूल बातें यह है।

गर्मियों में, बाहर गर्मी होती है, और हमें बाहरी कॉइल के जमने की समस्या नहीं होती है। हालांकि, यदि आप जांच करें कि गर्मी बनाम सर्दी में गर्मी पंप कैसे काम करता है, तो आप देखेंगे कि सर्दी में, आउटडोर कुंडल जम सकते हैं.

यही कारण है कि हर हीट पंप में ऑपरेशन का एक तीसरा तंत्र होता है जो बाहरी कॉइल पर संभावित रूप से जमे हुए को डीफ्रॉस्ट करता है। इस ऑपरेटिंग तंत्र को के रूप में जाना जाता है ‘डीफ़्रॉस्ट चक्र’:

डीफ़्रॉस्ट साइकिल (सर्दियों में महत्वपूर्ण विशेषता)

सर्दियों में, हमारे पास बाहरी तापमान कम होता है। यदि तापमान बहुत कम है और यदि सापेक्षिक आर्द्रता काफी अधिक है, तो हीट पंप आउटडोर कॉइल जम सकता है। हम इसे इस तरह नोटिस करेंगे बाहरी कुंडलियों की सतह पर पाला पड़ना.

जमे हुए कॉइल गर्मी पंप की ऊर्जा दक्षता को कम कर देंगे और सभी प्रकार के नकारात्मक अवशिष्ट प्रभाव पैदा कर सकते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि बाहरी कॉइल की गर्मी को स्थानांतरित करने की क्षमता बाधित होती है।

हीट पंप डीफ्रॉस्ट चक्र कैसे काम करता है
सर्दियों में, यह भूरी बर्फ बाहरी कुंडलियों पर बन सकती है। यदि कॉइल जमे हुए हैं, तो वे गर्मी को कुशलता से स्थानांतरित नहीं करेंगे।

सर्दियों में बाहरी कुंडलियों पर पाला पिघलाने के लिए, गर्मी पंप अस्थायी रूप से हीटिंग मोड से कूलिंग मोड में स्विच करें (कूलिंग मोड बाहरी कॉइल को गर्म करता है)। इसे ‘डीफ्रॉस्ट चक्र’ के रूप में जाना जाता है।

आपको इस डीफ़्रॉस्टिंग चक्र के बारे में पता होना चाहिए क्योंकि, कुछ समय के लिए, सर्दियों में ‘हीटिंग’ पर सेट किया गया ताप पंप घर के अंदर ठंडी हवा को उड़ाने लगेगा। वहाँ है कोई खराबी नहीं ऐसा होने पर आपके हीट पंप के साथ; वास्तव में, यह सर्दियों में ताप पंपों की मानक संचालन प्रक्रिया है।

यह बताता है कि मिनी-स्प्लिट एयर-सोर्स हीट पंप कैसे काम करता है।

आइए एक नजर डालते हैं कि ग्राउंड सोर्स हीट पंप कैसे काम करता है:

ग्राउंड सोर्स हीट पंप कैसे काम करता है? (बनाम वायु-स्रोत और जल-स्रोत)

सभी ताप पंप एक ही सिद्धांत पर काम करते हैं। ग्राउंड सोर्स, एयर सोर्स और वॉटर सोर्स हीट पंप के काम करने के तरीके में क्या अंतर है?

विभिन्न ताप पंप कैसे काम करते हैं, इसमें एकमात्र अंतर यह है कि वे कहाँ हैं स्थानांतरण गर्मी प्रति (गर्मी) और जहां वे स्थानांतरण गर्मी से (सर्दी)। यह, अपने आप में, यह तय करते समय काफी फर्क पड़ता है कि आपकी स्थिति के लिए किस प्रकार का हीट पंप सबसे अच्छा है।

आइए 3 प्रकार के हीट पंप और उनके हीट ट्रांसफर को देखें:

  1. वायु-स्रोत ऊष्मा पम्प गर्मी को और से स्थानांतरित करें बाहरी हवा. बाहरी हवा तापमान बदल रहा है; सर्दियों में ठंडा, गर्मियों में गर्म; यह एक चोर है। बदलते बाहरी हवा के तापमान के कारण, वायु-स्रोत ताप पंप 30ºF या -1ºC से ऊपर के तापमान वाले क्षेत्रों में सबसे अच्छा काम करते हैं। फिर भी, वे आसानी से स्थापित होते हैं, अन्य प्रकार के ताप पंपों की तुलना में सस्ते होते हैं, और इस प्रकार हैं सबसे लोकप्रिय प्रकार के ताप पंप.
  2. ग्राउंड-सोर्स हीट पंप गर्मी को और से स्थानांतरित करें ज़मीन. आधार तापमान स्थिर है (आमतौर पर यूके में लगभग 55ºF या 13ºC); जियोथर्मल हीटिंग कैसे काम करता है, इसके लिए यह बहुत अच्छी खबर है। इसका मतलब है कि सर्दियों में, भू-तापीय ताप पंप ठंडी बाहरी हवा से वायु-स्रोत ताप पंप की तुलना में जमीन से अधिक गर्मी निकालने में सक्षम होगा। इसका मतलब यह भी है कि ग्राउंड-सोर्स हीट पंप हैं सबसे अधिक ऊर्जा कुशल और लागत-बचत प्रकार का ताप पंप। हालांकि, उन्हें स्थापित करना महंगा है।
    ग्राउंड सोर्स हीट पंप कैसे काम करता है
    जियोथर्मल हीट पंप जमीन से गर्मी निकालकर काम करते हैं। वे उस गर्मी का उपयोग सीधे या परोक्ष रूप से रेडिएटर के माध्यम से इनडोर हवा को गर्म करने के लिए कर सकते हैं (पानी को गर्म करता है, जो बदले में हवा को गर्म करता है)।
  3. जल स्रोत ऊष्मा पम्प गर्मी को और से स्थानांतरित करें पानी. पानी का तापमान जमीन के तापमान से कम स्थिर होता है लेकिन बाहरी हवा के तापमान की तुलना में बहुत अधिक स्थिर होता है। पानी का तापमान बनाए रखना बल्कि स्थिर, मौसमी तापमान परिवर्तन (सर्दियों, गर्मियों के दौरान) की भरपाई करता है जिससे वायु-स्रोत ऊष्मा पम्प प्रभावित होते हैं।

कुल मिलाकर, जिस तरह से ग्राउंड-सोर्स हीट पंप निरंतर ग्राउंड तापमान के लाभ का उपयोग करके काम करते हैं, वह उन्हें सबसे अधिक ऊर्जा-कुशल प्रकार के हीट पंप बनाता है।

उम्मीद है कि अब आप समझ गए होंगे कि हीट पंप कैसे काम करते हैं। यदि आपके कोई प्रश्न हैं, तो आप नीचे दी गई टिप्पणियों का उपयोग कर सकते हैं और हम आपकी यथासंभव सहायता करने का प्रयास करेंगे।

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