120x240


120x240


120x240


120x240


120x240





648x60
468x60

سکل پمپ حرارتی

تکنولوژی پمپ حرارتی بر این اصل استوار است که در عمق 2 تا 3 متری زمین، درجه دما ثابت بوده و در زمستان گرمتر از هوای بیرون و درتابستان سردتر از هوای محیط است. سیستم های سرمایش و گرمایش ژئوترمال که با نامهای دیگری هم مانند پمپهای حرارتی با منبع زمین (GSHP) ، سیستمهای مبدل زمین گرمایی (GeoExchange) و یا سیستم های انرژی زمینی (EES) شناخته میشوند، شامل پمپهای حرارتی هستند که با استفاده از انرژی برق، گرما را از زیر زمین جمع آوری و توسط سیالی که از لوله های کار گذاشته شده میگذرد به واحد نصب شده در داخل ساختمان منتقل می کنند. این واحد گرمای سیال درون لوله ها را جذب کرده و با استفاده از قوانین متراکم سازی (compression) حرارت را تشدید و افزایش داده و به دمای مطلوب جهت گرمایش ساختمان میرساند. گرمای حاصل از پمپهای حرارتی به واسطه احتراق ایجاد نشده و فقط گرما را از محلی به محل دیگر منتقل می کنند. همچنین به طور معکوس در تابستان هوای گرم داخل ساختمان از طریق یک مکنده وارد دستگاه شده و پس از سرد شدن مجدداً به داخل اتاق دمیده می شود. در داخل دستگاه حرارت به مبرد منتقل شده و پس از عبور مبرد از سیکل مربوطه، حرارت موجود در آن توسط یک مبدل دو لوله ای به آب داخل کویل زمینی منتقل میشود. سیکل کاری این سیستم کاملاً مانند یخچال بوده و فقط به جای انتقال گرمای درون یخچال به اطراف یخچال، گرمای درون ساختمان را به زمین منتقل می کند. راندمان انرژی این سیستم ها 300 تا 400 درصد بوده (‏درمقایسه با مدرن ترین سیستمهای گازی با 98 درصد راندمان) و به ازای هر 1 دلار برق مصرفی در این سیستم، 3 تا 4 دلار صرفه جویی مصرف داریم. در واقع یک سیستم منفرد، کار دو سیستم گرمایش و سرمایش را انجام می دهد. استفاده از این سیستم ها تا 66 درصد انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش داده و 75 درصد کمتر از سیستم های گرمایش و سرمایش سنتی، الکتریسیته مصرف می کنند.

سیستم های گرمایش و سرمایش با پمپ های حرارتی شامل سه بخش اساسی است :

1 حلقه های زیرزمینی (ground loop) : که شامل لوله های کار گذاشته شده در زیر خاک است و با مخلوطی از آب و ضد یخ پر شده و این مخلوط در لوله ها جریان یافته و گرمای زمین را جذب می کند.

2 – پمپ حرارتی (heat pumps) که شامل سه قسمت است و نحوه عملکرد آن کاملاً شبیه یخچال است:

  • eveporator ( تبخیر کننده ): حرارت را از آب جاری در حلقه زیر زمینی دریافت می کنند.
  • Compressor (متراکم کننده): سرد کن (refrigerant)  را اطراف پمپ حرارتی حرکت داده و سرد کن گازی را تا رسیدن به دمای مطلوب سیستم توزیع متراکم می کند.
  • Condenser (چگالنده): گرما را به یک مخزن آب داغ که سیستم توزیع از این مخزن تغذیه می شود، میرساند. ساختار فنی پمپهای حرارتی به گونه ای است که امکان استخراج انرژی حرارتی را از یک منبع حرارتی دما- پایین فراهم ساخته و آن را بصورت یک انرژی حرارتی مفید در دمای بالاتر در دسترس ما قرار می دهد. بزرگترین مزیت این سیستم در این است که حتی در مناطقی که دارای پتانسیل بالایی از انرژی زمین گرمایی نیستند و آب ژئوترمال در دمای پایین، مثلا 20-40، که برای کاربرد مستقیم در فرآیندهای گرمایش محیطی بسیار پایین است، منبع حرارتی ایده آلی برای تغذیه پمپهای حرارتی به شمار می رود.

پمپ های حرارتی به دو گروه عمده تقسیم می شوند:

پمپهای حرارتی آب- به- هوا: هوای داغ یا هوای سرد را با استفاده از محلول واسط (آب یا الکل) و زمین به عنوان سینک یا منبع حرارتی به ساختمان منتقل می کند.

پمپهای حرارتی آببه-آب: آب داغ یا آب سرد را با استفاده از محلول واسطه (آب یا الکل) و زمین به عنوان سینک حرارتی یا منبع حرارتی به ساختمان تحویل میدهد.

3- سیستم توزیع گرما (heat distribution system)

شامل سیستم گرمایش کف ساختمان و رادیاتورها برای گرمایش محیط و در بعضی موارد ذخیره آب برای تأمین آب گرم ساختمان می باشد.

سیستم های گرمایش و سرمایش با پمپ های حرارتی را می توان به این صورت طبقه بندی کرد:

  1. سیستم های باز (Open systems)
  2. سیستم های بسته (Closed systems)
  3. سیستم های دیگر (Other systems)

سیستم حلقه باز:

در سیستم های حلقه باز آبهای زیرزمینی به عنوان حامل گرما عمل کرده و بطور مستقیم به سمت پمپ حرارتی انتقال می یابد. در این سیستم هیچ نوع مانع و حائلی میان خاک، آب زیرزمین و تبخیر کننده پمپ حرارتی وجود ندارد و از اینرو سیستم حلقه باز نامیده می شود.

سیستم حلقه بسته:

در سیستم حلقه بسته مبدل های حرارتی در زیر زمین بصورت افقی، عمودی و یا مورب قرار دارد و یک مدیوم یا واسط حامل حرارتی در مبدل سیرکوله شده و گرما را از زمین به پمپ حرارتی و بلعکس انتقال می دهد. حامل گرما توسط دیواره ی مبدل حرارتی از خاک و از آب های زیرزمینی مجزا شده است و از اینرو به آن سیستم حلقه بسته می گویند.

بعضی از سیستم ها در قالب دو نوع بالا قرار نمی گیرند؛ به طول مثال سیال حامل و آبهای زیر زمینی از هم مجزا نشده اند ولی در فاصله معینی از هم قرار دارند که در گروه سیستم های دیگر قرار می گیرند. سیستم چاه های ستونی ایستاده در این زمره است.

در انتخاب هر یک از این سیستم ها، فاکتورهای مختلفی مانند عوامل زمین شناسی و آبهای زیر زمینی و… دخیل هستند.

در سال 2007 بیش از 2 میلیون پمپ حرارتی زمین گرمایی در بیش از 30 کشور جهان برای تامین گرمایش و سرمایش استفاده شده است.

مزایای پمپ های حرارتی

  • پمپهای حرارتی زمین گرمایی چه در تأسیسات تجاری و چه مسکونی معمولاً هزینه نگهداری و تعمیر پایین تری نسبت به سیستم های سنتی و متداول دارند زیرا تمام تجهیزات این سیستم ها در داخل ساختمان ها و یا در زیر زمین نصب می شود و در نتیجه هیچ یک از تجهیزات در معرض هوا و یا تخریب قرار ندارد. همچنین تمامی سیستم های سرمایشی شبیه به سیستم یخچال های خانگی آب بندی شده اند.
  • سیستم پمپ های حرارتی زمین گرمایی بسیار منعطف بوده و به راحتی و با هزینه پایین میتوان آنها را بسط و گسترش داد و یا به قسمت های کوچکتر تقسیم کرد تا بطور مناسب در ساختمان جاسازی و نصب شوند.
  • پمپ های حرارتی نصب شده در واحدهای تجاری با بازیافت گرمای اضافی قسمت های داخلی ساختمان و انتقال این گرما به محیط های بازتر ساختمان باعث صرفه جویی در هزینه ها می شوند. این سیستم ها برای مدیران این مراکز این امکان را فراهم می آورد تا قسمت های خالی ساختمان را که نیاز به گرمایش ندارند از قسمت های دیگر جدا و ایزوله کنند.
  • بدلیل عدم وجود هرگونه احتراق، این سیستمها بسیار ایمن تر از سیستم های متداول هستند.

آلودگی محیطی (گازهای گلخانه ای) و صوتی این سیستمها کمتر از سیستم های متداول است.


 



دعوت به همکاری

1- از کلیه علاقمند به همکاری در بخش آموزش دعوت بعمل می‌آید رزومه فعالیتهای آموزشی خود را به آدرس info [at] danyar.ir ارسال فرمایند.

2- از کلیه علاقمندان به انرژی های تجدیدپذیر دعوت به همکاری می‌گردد. چنانچه تمایل دارید در کار ترجمه اخبار و مطالب روز با دانیار همکاری نمایید با آدرس ایمیل info [at] danyar.ir مکاتبه فرمایید.

×