हीट पंप से गर्म करना और ठंडा करना-भाग 3

ग्राउंड-सोर्स हीट पंप

ग्राउंड-सोर्स हीट पंप हीटिंग मोड में थर्मल ऊर्जा के स्रोत के रूप में पृथ्वी या भूजल का उपयोग करते हैं, और कूलिंग मोड में ऊर्जा को अस्वीकार करने के लिए सिंक के रूप में उपयोग करते हैं। इस प्रकार की प्रणालियों में दो प्रमुख घटक होते हैं:

• ग्राउंड हीट एक्सचेंजर: यह हीट एक्सचेंजर है जिसका उपयोग पृथ्वी या जमीन से तापीय ऊर्जा को जोड़ने या हटाने के लिए किया जाता है। विभिन्न हीट एक्सचेंजर कॉन्फ़िगरेशन संभव हैं, और इस अनुभाग में बाद में समझाए गए हैं।
• हीट पंप: हवा के बजाय, ग्राउंड-सोर्स हीट पंप ग्राउंड हीट एक्सचेंजर के माध्यम से बहने वाले तरल पदार्थ को अपने स्रोत (हीटिंग में) या सिंक (ठंडा करने में) के रूप में उपयोग करते हैं।
  भवन की ओर, वायु और हाइड्रोनिक (जल) दोनों प्रणालियाँ संभव हैं। हाइड्रोनिक अनुप्रयोगों में भवन की ओर का ऑपरेटिंग तापमान बहुत महत्वपूर्ण है। 45 से 50 डिग्री सेल्सियस से कम तापमान पर गर्म करने पर हीट पंप अधिक कुशलता से काम करते हैं, जिससे वे रेडियंट फर्श या फैन कॉइल सिस्टम के लिए बेहतर मैच बन जाते हैं। उच्च तापमान रेडिएटर्स के साथ उनके उपयोग पर विचार करते समय सावधानी बरतनी चाहिए, जिसके लिए 60 डिग्री सेल्सियस से ऊपर पानी के तापमान की आवश्यकता होती है, क्योंकि ये तापमान आम तौर पर अधिकांश आवासीय ताप पंपों की सीमा से अधिक होता है।

हीट पंप और ग्राउंड हीट एक्सचेंजर कैसे परस्पर क्रिया करते हैं, इसके आधार पर, दो अलग-अलग सिस्टम वर्गीकरण संभव हैं:

• सेकेंडरी लूप: ग्राउंड हीट एक्सचेंजर में एक तरल (भूजल या एंटी-फ्रीज) का उपयोग किया जाता है। जमीन से तरल में स्थानांतरित थर्मल ऊर्जा को हीट एक्सचेंजर के माध्यम से हीट पंप तक पहुंचाया जाता है।
• प्रत्यक्ष विस्तार (डीएक्स): एक रेफ्रिजरेंट का उपयोग ग्राउंड हीट एक्सचेंजर में तरल पदार्थ के रूप में किया जाता है। रेफ्रिजरेंट द्वारा जमीन से निकाली गई तापीय ऊर्जा का उपयोग सीधे हीट पंप द्वारा किया जाता है - किसी अतिरिक्त हीट एक्सचेंजर की आवश्यकता नहीं होती है।
  इन प्रणालियों में, ग्राउंड हीट एक्सचेंजर हीट पंप का ही एक हिस्सा है, जो हीटिंग मोड में बाष्पीकरणकर्ता और कूलिंग मोड में कंडेनसर के रूप में कार्य करता है।

ग्राउंड-सोर्स हीट पंप आपके घर में आराम की ज़रूरतों को पूरा कर सकते हैं, जिनमें शामिल हैं:

• केवल हीटिंग: हीट पंप का उपयोग केवल हीटिंग में किया जाता है। इसमें अंतरिक्ष तापन और गर्म पानी उत्पादन दोनों शामिल हो सकते हैं।
• "सक्रिय शीतलन" के साथ ताप: ताप पंप का उपयोग तापन और शीतलन दोनों में किया जाता है
• "पैसिव कूलिंग" के साथ हीटिंग: हीट पंप का उपयोग हीटिंग में किया जाता है, और कूलिंग में बायपास किया जाता है। शीतलन में, इमारत से तरल पदार्थ को सीधे ग्राउंड हीट एक्सचेंजर में ठंडा किया जाता है।

हीटिंग और "सक्रिय शीतलन" संचालन का वर्णन निम्नलिखित अनुभाग में किया गया है।

ग्राउंड-सोर्स हीट पंप सिस्टम के प्रमुख लाभ

क्षमता

कनाडा में, जहां हवा का तापमान -30 डिग्री सेल्सियस से नीचे जा सकता है, ग्राउंड-सोर्स सिस्टम अधिक कुशलता से काम करने में सक्षम हैं क्योंकि वे गर्म और अधिक स्थिर ग्राउंड तापमान का लाभ उठाते हैं। ग्राउंड-सोर्स हीट पंप में प्रवेश करने वाले विशिष्ट पानी का तापमान आम तौर पर 0 डिग्री सेल्सियस से ऊपर होता है, जो सबसे ठंडे सर्दियों के महीनों के दौरान अधिकांश प्रणालियों के लिए लगभग 3 का सीओपी देता है।

ऊर्जा की बचत

ग्राउंड-सोर्स सिस्टम आपकी हीटिंग और कूलिंग लागत को काफी हद तक कम कर देगा। विद्युत भट्टियों की तुलना में ताप ऊर्जा लागत बचत लगभग 65% है।

औसतन, एक अच्छी तरह से डिज़ाइन की गई ग्राउंड-सोर्स प्रणाली से लगभग 10-20% अधिक बचत होगी, जो कि इमारत के अधिकांश ताप भार को कवर करने के लिए श्रेणी में सर्वश्रेष्ठ, ठंडी जलवायु वाले वायु-स्रोत ताप पंप द्वारा प्रदान की जाने वाली बचत से अधिक होगी। यह इस तथ्य के कारण है कि सर्दियों में भूमिगत तापमान हवा के तापमान से अधिक होता है। नतीजतन, एक ग्राउंड-सोर्स हीट पंप सर्दियों के दौरान वायु-स्रोत हीट पंप की तुलना में अधिक गर्मी प्रदान कर सकता है।

वास्तविक ऊर्जा बचत स्थानीय जलवायु, मौजूदा हीटिंग सिस्टम की दक्षता, ईंधन और बिजली की लागत, स्थापित हीट पंप का आकार, बोरफील्ड कॉन्फ़िगरेशन और मौसमी ऊर्जा संतुलन और सीएसए में हीट पंप दक्षता प्रदर्शन के आधार पर अलग-अलग होगी। रेटिंग की शर्तें.

ग्राउंड-सोर्स सिस्टम कैसे काम करता है?

ग्राउंड-सोर्स हीट पंप में दो मुख्य भाग होते हैं: एक ग्राउंड हीट एक्सचेंजर, और एक हीट पंप। एयर-सोर्स हीट पंपों के विपरीत, जहां एक हीट एक्सचेंजर बाहर स्थित होता है, ग्राउंड-सोर्स सिस्टम में, हीट पंप इकाई घर के अंदर स्थित होती है।

ग्राउंड हीट एक्सचेंजर डिज़ाइन को इस प्रकार वर्गीकृत किया जा सकता है:

• बंद लूप: बंद-लूप सिस्टम भूमिगत दबे पाइपिंग के निरंतर लूप के माध्यम से जमीन से गर्मी एकत्र करते हैं। एक एंटीफ्ीज़ समाधान (या डीएक्स ग्राउंड-सोर्स सिस्टम के मामले में रेफ्रिजरेंट), जिसे हीट पंप के रेफ्रिजरेशन सिस्टम द्वारा बाहरी मिट्टी की तुलना में कई डिग्री तक ठंडा किया गया है, पाइपिंग के माध्यम से घूमता है और मिट्टी से गर्मी को अवशोषित करता है।
  बंद लूप सिस्टम में सामान्य पाइपिंग व्यवस्था में क्षैतिज, ऊर्ध्वाधर, विकर्ण और तालाब/झील ग्राउंड सिस्टम शामिल हैं (इन व्यवस्थाओं पर डिज़ाइन संबंधी विचारों के तहत नीचे चर्चा की गई है)।
• ओपन लूप: ओपन सिस्टम भूमिगत पानी में बरकरार गर्मी का लाभ उठाते हैं। पानी को एक कुएं के माध्यम से सीधे हीट एक्सचेंजर तक खींचा जाता है, जहां इसकी गर्मी निकाली जाती है। फिर पानी को या तो जमीन के ऊपर स्थित जलस्रोत, जैसे किसी जलधारा या तालाब, में छोड़ दिया जाता है, या एक अलग कुएं के माध्यम से उसी भूमिगत जलस्रोत में वापस भेज दिया जाता है।

आउटडोर पाइपिंग प्रणाली का चयन जलवायु, मिट्टी की स्थिति, उपलब्ध भूमि, साइट पर स्थानीय स्थापना लागत के साथ-साथ नगरपालिका और प्रांतीय नियमों पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, ओंटारियो में ओपन लूप सिस्टम की अनुमति है, लेकिन क्यूबेक में इसकी अनुमति नहीं है। कुछ नगर पालिकाओं ने डीएक्स सिस्टम पर प्रतिबंध लगा दिया है क्योंकि नगर निगम का जल स्रोत जलभृत है।

ताप चक्र

टिप्पणी:

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