پمپ حرارتی

پمپ حرارتی یا پمپ گرما، انرژی را از مبدأ کم دما به مقصدی که دمای بیشتری دارد، انتقال می دهد. این انتقال به کمک انرژی حرارتی زیاد نقطه با دمای بیشتر، یا انرژی مکانیکی انجام می پذیرد.
تفاوت پمپ حرارتی و دستگاهای تهویه مطبوع مرسوم این است که پمپ حرارتی می تواند حرارت را چه برای سرمایش و چه گرمایش انتقال دهد. پمپ حرارتی می تواند مانند چیلر یا سیستم های تبخیری تولید سرما کند که این عمل با چرخه سرمایش ( مانند یخچال ) امکان پذیر است. در مناطق سردسیر استفاده از پمپ حرارتی، بیشتر برای گرمایش است.
پمپ حرارتی زمین گرما ( GSHP ) ، دستگاهی مرکزی ‎ست که گرما را از عمق زمین استخراج می کند؛ و در زمستان از زمین به عنوان منبع گرما، و در تابستان برای دفع گرما استفاده می کند. این روش، در اصل یکی از روش های بهینه گرمایش و سرمایش است که در هزینه های گرما و سرما، صرفه جویی شایانی می کند، و چنان چه با سلول خورشیدی ترکیب شود، سیستم زمین خورشید را پدید می آورد، که بهره وری بیشتری دارد.
در مقاله های مهندسی انرژی، برای جلوگیری از اشتباه با نام نیروگاه های زمین گرما از عنوان های زیر استفاده می کنند.
• geoexchange انتقال دهنده به زمین
• earth - coupled همبستر با زمین
• earth energy انرژی زمین
• water - source heat pumps پمپ حرارتی با استفاده از مایعات گرم
در زمان نیاز به گرما، پمپ حرارتی زمین منبع در واقع از انرژی هستۀ زمین و انرژی جذب شده پوسته زمین در اثر تابش خورشید استفاده می کند، ولی در تابستان از این منابع برای دفع گرما و تولید سرما استفاده می کند.
پمپ حرارتی تبادل زمینی کارآمدترین سامانه تهویه ( EPA ) بنابر نظر آژانس حفاظت از محیط زیست است. تهویه مطبوع پویا از نظر انرژی، پاک ترین نوع از نظر زیست محیطی و به صرفه ترین نوع است[ ۱]
پمپ حرارتی اساساً یک وسیله تهویه مطبوع است که توانایی کار دوگانه دارد، یعنی در زمستان، یک وسیله گرمایشی و در تابستان، یک وسیله سرمایشی می شود. این پمپ سه بخش دارد:
• مبدل حرارتی گرمای زمین ( heat exchanger )
• پمپ حرارتی ( heat pump )
• سامانه پخش کننده/ لیزر هوا ( air delivery system )
مبدل حرارتی در واقع مجموعهای از لوله هاست. این دستگاه در زیر زمین، نزدیک ساختمان دفن شده است. مایع سیال ( آب یا مخلوطی از آب و ضدیخ ) در لوله ها حرکت می کند تا گرمای زمین را جذب کند یا از آن حرارت صرفنظر کند. در زمستان پمپ حرارتی گرما را از مبدل حرارتی گرفته و به سامانه تهویه هوای داخلی پمپ می کند. در تابستان، پمپ حرارتی گرما را از هوای[ ۲] داخل به مبدل گرمایی انتقال می دهد ( نوعی تبادل فصلی گرما با زمین ) از آب برای انتقال گرما از پمپ حرارتی به لایه فوقانی زمین و بر عکس استفاده می شود. این فرایند، شیوه های متفاوتی دارد و بهترین گزینه بستگی به شرایط بومی منطقه دارد.