مقالات, تهویه مطبوع, دستگاه برودتی, صنایع برودتی

هیت پمپ سیستمی با قابلیت سرمایش و گرمایش

هیت پمپ یا پمپ حرارتی یکی از سیستم‌های مورد استفاده در تهویه مطبوع است، که با استفاده از سیکل تبریدی، که معمولاً سیکل تبرید تراکمی است، قابلیت ایجاد بار برودتی و حرارت را دارد. تجهیزات مختلفی از سیستم هیت ‌پمپ استفاده می‌کنند، که مهم‌ترین مزیت آن‌ها عدم نیاز به سیستم حرارتی جداگانه است. در این مقاله قصد داریم به بررسی روش کار هیت پمپ، اجزاء و انواع آن بپردازیم.

سیکل تراکمی و هیت پمپ

هیت پمپ یا پمپ حرارتی، بر مبنای سیکل تبرید تراکمی کار می‌کند. با این تفاوت که قابلیت معکوس شدن سیکل و ایجاد بار حرارتی را نیز دارد. برای درک بهتر ابتدا مروری می‌کنیم بر سیکل تبرید تراکمی.

در سیکل تبرید تراکمی یک سیال، که به آن مبرد یا گاز خنک‌کننده می‌گویند، چهار مرحله را طی می‌کند. با طی شدن این چهار مرحله حرارت از سیال گرفته و دفع می‌شود. این چهار مرحله سیکل تبردی تراکمی عبارتند از:

  • تراکم: در این مرحله مبرد فشرده می‌شود، این کار به کمک دستگاه کمپرسور انجام می‌گردد
  • میعان: در این مرحله گاز مبرد به مایع تبدیل می‌شود. در این مرحله است که حرارت دفع می‌شود. این کار به کمک کندانسور انجام می‌شود
  • انبساط: در این مرحله از سیکل، مبرد دچار افت فشار می‌شود. برای این کار از شیر انبساط استفاده می‌شود
  • تبخیر: در آخرین مرحله از سیکل مبرد با گرفتن حرارت تبخیر می‌شود. تبخیر در اواپراتور صورت می‌گیرد

همان طور که دیدیم، در سیکل تبرید تراکمی مبرد با طی کردن این چهار مرحله حرارت را توسط اواپراتور از سیال مد نظر (به عنوان مثال هوای اتاق) جذب می‌کند. سپس در کندانسور حرارت گرفته شده را به محیط بیرون دفع می‌کند. به این ترتیب دما کاهش بافته و بار برودتی ایجاد می‌شود.

البته در سیکل تراکمی اجزاء و تجهیزات دیگری نیز وجود دارند، که می‌توانید برای مطالعه بیشتر به مقاله سیکل تبردی تراکمی مراجعه کنید.

هیت پمپ

حال اگر اواپراتور و کندانسور سیکل جابجا شوند چه اتفاقی رخ می‌دهد؟

در این حالت حرارت از محیط بیرون به داخل منتقل می‌شود. یعنی اواپراتور که در بیرون است حرارت را گرفته و کندانسور که داخل نصب شده است حرارت را به هوای داخل منتقل می‌کند. پس با معکوس شدن سیکل می‌توان بار حرارتی ایجاد کرد و از سیستم به عنوان دستگاه گرمایشی بهره برد. این همان کاری است که هیت پمپ انجام می‌دهد.

اگر بتوان به طریقی، جهت جریان مبرد را در سیکل تغییر داد، می‌توان از سیستم برودتی به عنوان سیستم حرارتی نیز استفاده کرد. در این حالت اواپراتور و کندانسور سیستم جابجا می‌شوند. البته از نظر علمی کندانسور مبدل حرارتی است که حرارت را دفع می‌کند. اواپراتور نیز مبدل حرارتی است که حرارت را جذب می‌کند. در نتیجه درست‌تر خواهد بود که بگویم در هیت پمپ در حالت گرمایشی، یونیت داخلی کندانسور و یونیت خارجی اواپراتور خواهد بود. در حالت برودتی اما یونیت داخلی اواپراتور و یونیت خارجی کندانسور می‌باشد.

هیت پمپ

برای عملی شدن این موضوع به یک شیر نیاز است، که جهت جریان مبرد را بر حسب نیاز تنظیم کند. که به آن شیر معکوس کننده یا شیر چهار طرفه می‌گویند.

هیت پمپ

شیر معکوس کننده

شیر معکوس کننده که به آن شیر چهار طرفه نیز گفته می‌شود، قطعه‌ای کلیدی در هیت پمپ است. این شیر می‌تواند جهت جریان مبرد را در سیکل تغییر دهد. با این کار عملکرد کندانسور و اواپراتور جابجا می‌شود.

نحوه عملکرد شیر معکوس کننده در هیت پمپ مشابه شیر برقی است. با تغییر عملکر دستگاه توسط کاربرد. شیر به کمک سلونوئید طوری تنظیم می‌شود، که جهت جریان مبرد متناسب با حالت انتخاب شده باشد. یعنی اگر حالت گرمایشی انتخاب شود جهت جریان به گونه‌ای است که یونیت داخلی در نقش کندانسور باشد و  در حالت سرمایشی بلعکس.

هیت پمپ

شیرهای معکوس کننده از یک سلونوئید برای تغییر جهت جریان بهره می‌برند. بر اساس پیش فرض سازنده، شیر برقی بدون داشتن برق در یکی از حالات سرمایشی یا گرمایشی قرار دارد (معمولاً سرمایشی). سپس هنگامی که کاربر حالت دیگر را انتخاب می‌کند (گرمایشی)، جریان برق به شیر اعمال می‌شود. با این کار شیر حهت جریان مبرد را در سیکل معکوس می‌کند.

انواع هیت پمپ

تجهیزات تهویه مطبوع بسیاری از این سیستم بهره می‌برند. از جمله معروف‌ترین آن کولر گازی است. برخی از مدل‌های کولر گازی اسپلیت و یا داکت اسپلیت قابلیت گرمایش را نیز دارند.

همچنین سیستم‌های VRF می‌توانند با استفاده از هیت پمپ، بار گرمایشی و سرمایشی ساختمان را تامین کنند. بسیاری از این سیستم‌ها قابلیت تامین هم‌زمان بار برودتی و حرارتی را دارند. جهت مطالعه بیشتر مقاله سیستم VRF چیست را مطالعه کنید.

هیت پمپ

مزایا و معایب هیت پمپ

با استفاده از هیت پمپ، دیگر نیازی به سیستم حرارتی جداگانه وجود نخواهد داشت. به این ترتیب علاوه بر صرفه‌جویی در هزینه‌های اولیه، فضایی کمتری نیز اشغال می‌شود.

در مقابل اما هیت پمپ در حالت گرمایشی نیز نیاز به مصرف برق دارد. در کشور ما هزینه مصرف برق بیشتر از هزینه مصرف سوخت است. به همین دلیل می‌توان گفت که استفاده از برق برای گرمایش پرهزینه‌تر از مصرف سوخت است. البته برای حل این مشکل می‌توان از هیت‌ پمپ‌های GHP که به جای برق با استفاده از گاز طبیعی کار می‌کنند استفاده کرد.

جمع بندی

هیت پمپ سیستمی است که با استفاده از سیکل برودتی قابلیت تامین بار برودتی و حرارتی را دارد. در هیت پمپ‌ها قطعه وجود دارد به نام شیر معکوس کننده. با استفاده از این شیر می‌توان حالت سرمایشی و گرمایشی سیستم را تنظیم کرد. با استفاده از هیت پمپ دیگر نیازی به تجهیزات گرمایشی جداگانه برای سیستم تهویه مطبوع وجود نخواهد داشت. امیدواریم این مقاله مورد توجه شما قرار گرفته باشد.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

*

code