هیت پمپ (Heat Pump) یا پمپ حرارتی چیست؟ (از انواع تا تعمیر!)

امروزه با گرم شدن کره زمین و هزینه بالای مصرف انرژی، همه به دنبال بهترین و به صرفه ترین روش برای رفع نیاز خود هستند. پمپ های حرارتی نیز به همین منظور روی کار آمده اند. هیت پمپ یا پمپ حرارتی می تواند سیستم گرمایشی کم هزینه ای را برای منازلی با عایق بندی و تهویه مناسب فراهم آورد.

در هیت پمپ های با منبع هوایی، از فناوری انرژی تجدید پذیر استفاده می شود، بدین صورت که پمپ گرمای محیط پیرامون خود را گرفته (حتی اگر هوا سرد باشد) و با آن محیط خانه را گرم می کند. چون هوای اطراف توسط انرژی خورشید گرم می شود، می توان آن را دردسته انرژی های تجدیدپذیر قرار داد، اگرچه اجزا پمپ با انرژی برق کار می کنند.

پمپ های حرارتی هم مثل بسیاری از فعالیت ها،‌ نیاز به پمپ باد دارد. کمپرسور باد به عنوان یکی از اساسی ترین بخش های هیت پمپ،‌ انجام وظیفه می کند. به همین دلیل می توانید با خرید کمپرسور باد با کیفیت ایرانی از شرکت ایران کمپرسور، گرما و آرامش را به خانه خود بیاورید.

پمپ حرارتی یا Heat Pump چیست؟

به زبان ساده، پمپ حرارتی وسیله ایست که گرما را از یک منبع به موقعیت مورد نظر مانند خانه یا سیستم گرمایش آب منتقل می کند و از انرژی برق جهت راه اندازی اجزا مختلف مانند فن و کمپرسور استفاده می کند. میزان انرژی برق مورد نیاز هیت پمپ بسیار اندک است اما ضریب عملکرد بسیار بالایی در حدود 200 تا 600 درصد دارد. در نتیجه گرمایش ایجاد شده از آن در مقایسه با انرژی مصرفی بسیار بالاست و همین امر توجّه افراد جامعه را به خود جلب کرده است.

یک هیت پمپ عملکردی برخلاف کمپرسور یخچالی دارد. گرمای محیط پیرامون را توسط یک سیال جذب می کند. سپس آن را به داخل هیت پمپ انتقال می دهد. در ادامه پمپ دما را افزایش داده و به مکان مورد نظر ارسال می کند. گرمای ایجاد شده، بسته به کاربرد می تواند برای گرم کردن فضای اتاق یا آب رادیاتور استفاده شود.

انواع مختلف هیت پمپ ها

 هیت پمپ ها از نظر منبع دریافت گرما یا کارایی مورد نظر انواع مختلفی دارند اما تمام انواع آن، ارزش سرمایه گذاری دارد. انتخاب شما به دو عامل بستگی دارد:

1. منبع مورد نظر شما برای دریافت گرما

• زمین (باید باغچه یا فضایی برای کندن و قرار دادن لوله ها داشته باشید.)
• هوای محیط (فضای اندکی برای نصب نیاز دارد ولی یک صدای یکنواخت توسط فن ایجاد می کند.)
• آب (آب مورد نیاز باید در نزدیکی محل مورد نظر در دسترس باشد.)

2. کارایی مورد نظر از مبرد

• تهیه آب گرم برای مصارف خانگی
• تولید گرمای مورد نیاز رادیاتور و سیستم گرمایش از کف
• گرم کردن هوا با تهویه آن

انواع پمپ های حرارتی با توجه به عوامل فوق نام گذاری می شود و در ادامه به معرفی آن ها خواهیم پرداخت.

1. پمپ های حرارتی با منبع زمینی (GSHP)

این پمپ ها انواع بسیار متنوعی دارند که می توان در دسته بندی زیر قرار داد:

• سیستم افقی
• سیستم عمودی
• سیستم مدار باز
• سیستم مدار بسته

دمای زمین در اطراف یک ساختمان معمولا بین 8 تا 12 درجه سانتیگراد است که در پمپ های حرارتی از آن استفاده بهینه می شود. در ساختار هیت پمپ با منبع زمینی یا GHP باید لوله های را داخل زمین جایگذاری کرد. در این لوله ها از ضد یخ استفاده می شود.

سپس حرارت به یک مبدل دما منتقل شده و توسط مبرد یا خنک کننده جذب شده و به گاز تبدیل می شود. این گاز در مرحله بعد توسط موتور کمپرسور فشرده می شود و دمای آن به طور قابل توجهی افزایش می یابد. در نهایت کندانسور گرما را به بخش مورد نظر شما در خانه مانند رادیاتور، سیستم گرمایش از کف، دوش حمام و … می رساند.

بسته به نوع قرار گرفتن لوله ها در زمین، هیت پمپ را می توان در دو دسته افقی یا عمودی قرار داد. برای قرار دادن لوله ها به صورت افقی به یک حیاط بزرگ نیاز دارید ولی عمق قرار دادن لوله ها 1 یا دو متر خواهد بود. اگر چنین فضایی را برای نصب هیت پمپ در اختیار ندارید، سیستم عمودی انتخاب بهتری برای شماست.

در این سیستم لوله ها به صورت عمودی و در عمق 50 تا 150 متری زمین قرار می گیرند و به صورت سطحی فضایی اشغال نمی کنند.

تعداد لوله هایی که باید به صورت عمودی قرار گیرد به میزان حرارت مورد نیاز شما بستگی دارد. اگر در سیستم هیت پمپ از آب های زیرزمینی استفاده شود، به آن مدار باز گفته می شود و در سیستم مدار بسته از مایع ضد یخ در سیکل لوله های پلیمری زیر زمین استفاده می شود.

هزینه این نوع از هیت پمپ بالاست ولی ضریب عملکرد بالایی دارد. کارایی این هیت پمپ، نسبت به سیستم هایی که فقط از انرژی برق استفاده می کنند، 3 تا 4 برابر افزایش می یابد در عین حال که CO2 کمتری تولید می کند.

پمپ های حرارتی با منبع هوایی (ASHP)

عملکرد این پمپ های حرارتی بر مبنای اصول فشرده سازی بخار برای تولید گرما می باشد. در این پمپ هوای محیط بیرون برای گرم کردن داخل خانه مورد استفاده قرار می گیرد.

اجزا تشکیل دهنده هیت پمپ با منبع هوایی برای تبدیل مایع به گاز:

1. کمپرسور
2. کندانسور
3. شیر انبساط
4. تبخیرکننده

با عبور مبرد درون سیستم، گرمای محیط بیرون جذب شده و کمپرسور با افزایش فشار آن باعث بالاتر رفتن دما می شود. سپس گرمای ایجاد شده توسط کندانسور به مدارهای آب گرم منزل شما منتقل می شود. در ادامه مایعی یا دمای متوسط از شیر انباساط عبور کرده و قاعدتا دمای آن نیز کاهش می یابد. نهایتا مایع سرد شده برای جذب گرمای بیشتر از هوا به مدار بر می گردد و این چرخه ادامه خواهد داشت.

اگر از پمپ حرارتی هوایی برای گرمایش سیستم های آبی استفاده شود، به آن پمپ حرارتی هوا به آب یا air-to-water heat pumps و چنانچه از این پمپ حرارتی برای گرم کردن هوای محیط استفاده شود، به آن پمپ حرارتی هوا به هوا یا air-to-air heat pumps گفته می شود.

حالت هوا به هوا هم برای گرمایش و هم برای سرمایش قابل استفاده است. در صورت نیاز به ایجاد گرمایش در ابعاد بزرگتر، می توان در ساختار آن یک المان حرارتی با مقاوت الکتریکی قرار داد.

پمپ های حرارتی با منبع آبی (WSHP)

در این پمپ ها انرژی مورد نیاز از آب های سطحی در دسترس تامین می شود. اگرچه اسن سیستم بسیار کارامد است، ولی همه خانه ها در نزدیکی خود چنین آب های سطحی را در اختیار ندارند. WSHP می تواند در دو حالت مدار باز (کنار یک حوضچه) و یا مدار بسته (کنار منبع بزرگی از آب با عمق حداقل 2.5 متر) پیاده سازی شود.

برخی از پرکاربردترین پمپ های حرارتی

• کولرگازی یا اسپیلت
• داکت اسپلیت (سیستم های سرمایشی و گرمایشی)
• سیستم های تهویه مطبوع مدرن یا VRF (Variable Refrigerant Flow)
• سیستم تهویه مطبوع GHP (Gas-engine Heat Pump)

مزایای هیت پمپ ها

• استفاده از انرژی های تجدیدپذیر
• مقرون به صرفه بودن در مقایسه با کارایی بالا
• نیاز به تامین نگهداری کم
• طول عمر بالا (14 تا 15 سال و در صورت به کارگیری مواد درجه یک تا 50 سال)
• کاهش مصرف انرژی در طولانی مدت

معایب هیت پمپ ها

• هزینه اولیه نسبتا بالا
• نصب و راه اندازی دشوار
• ایجاد نگرانی هایی برای محیط زیست به دلیل استفاده از مایع ضد یخ

آیا استفاده از هیت پمپ برای من مناسب است؟

قبل از انتخاب هیت پمپ مناسب، به 5 سؤال زیر پاسخ دهید تا بهترین هیت پمپ را در منزل خود نصب کنید.

1. آیا هیت پمپ جوابگوی نیازهای من خواهد بود؟ چه نوعی از آن مناسب تر است؟

برای رسیدن به پاسخ، ابتدا تلفات حرارتی منزل یا محل مورد نظرتان برای تعیین میزان تجهیزات مورد نیاز، اندازه اتاق ها و موقعیت مکانی محاسبه می شود. دراین محاسبات بودجه مورد نظر شما نیز باید لحاظ گردد.

2. اندازه مناسب هیت پمپ مورد نیاز من چقدر باشد؟

این موضوع به عوامل مختلفی همچون اندازه محل مورد نظر و تعداد افراد ساکن در آن، شرای آب و هوایی و سایز رادیاتور یا سیستم گرمایش از کف بستگی دارد. انتخاب هیت پمپ کوچک کارایی آن را کاهش داده و هیت پمپ بزرگ انرژی مصرفی را افزایش می دهد. پس باید بهترین اندازه را برای هیت پمپ خود انتخاب کنید.

3. آیا فروشنده هیت پمپ آن را گارانتی می کند؟

حتما از فروشنده و نصاب هیت پمپ بخواهید تا آن را در برابر خرابی های پیشبینی نشده و احتمالی گارانتی کند. تعمیر یک هیت پمپ می تواند پرهزینه باشد، پس بهتر است کمپانی ارائه دهنده خدمات در این خصوص شما را پشتیبانی کند.

عمر مفید هیت پمپ در حدود 20 تا 25 سال است و معمولا 2 تا 3 سال گارانتی می شود.

5 نشانه برای تعمیر یا تعویض پمپ حرارتی

1. نیاز مکرر به تعمیر بیش از دوبار در سال
2. شنیدن صداهای غیرعادی و ناهنجار از پمپ
3. افزایش هزینه قبوض و مصرف بیش از اندازه انرژی
4. ورود گرمای غیریکنواخت به محیط
5. فرسودگی هیت پمپ به دلیل طول عمر بالا

سخن آخر

به این نکته توجّه کنید که پمپ حرارتی در واقع وسیله ای برای جابجایی گرما است نه تولید آن. فضای سرد را سردتر و فضای گرم را گرم تر می کند! در حالت گرمایشی، گرما را از محیط بیرون وارد خانه شما می کند و در حالت سرمایشی، گرمای داخل خانه را به بیرون هدایت می کند و در نهایت دمای مورد نظر شما را در خانه مهیا می کند.

با توجّه به کارایی و کاهش مصرف انرژی در به کارگیری هیت پمپ ها، می توان از معایب آن همچون هزینه اولیه بالا چشم پوشی کرد و با نصب یکی از انواع هیت پمپ، سالیان متمادی برای گرمایش و سرمایش محیط خانه یا محل کار از آن استفاده نمود. در عین حال که مطمئن هستیم با استفاده از هیت پمپ، از یک انرژی تجدیدپذیر استفاده شده و کمترین خسارت را به محیط زیست خود وارد می کنیم. البته برای انتخاب بهترین هیت پمپ ها می توانید با کارشناسان ایران کمپرسور در ارتباط باشید.

سوالات متداول

هیت پمپ (Heat Pump) یا پمپ حرارتی چیست؟

پمپ حرارتی در واقع وسیله ای برای جابجایی گرما است نه تولید آن. فضای سرد را سردتر و فضای گرم را گرم تر می کند. اطلاعات بیشتر در مقاله بیان شده است.

انواع مختلف هیت پمپ ها کدامند؟

پمپ های حرارتی با منبع هوایی (ASHP) – پمپ های حرارتی با منبع آبی (WSHP) و…

حسین موسوی نیا

من متخصص و پژوهشگر در زمینه هوای فشرده و انواع کمپرسور باد هستم و سعی می کنم تا جدیدترین و کارامدترین اطلاعات را در خصوص صنعت هوای فشرده با شما به اشتراک بگذارم.