वायु स्रोत ऊष्मा पम्प: Difference between revisions
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[[File:Ecodan_outdoor_unit_in_the_snow.jpg|thumb|<nowiki>वायु स्रोत ऊष्मा पंप की बाहरी इकाई जो ठंड की स्थिति में | [[File:Ecodan_outdoor_unit_in_the_snow.jpg|thumb|<nowiki>वायु स्रोत ऊष्मा पंप की बाहरी इकाई जो ठंड की स्थिति में कार्य करती है|</nowiki>]]यह बहुत ठंडी जलवायु के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया वायु स्रोत ऊष्मा पंप -30°C (-22°F) जितनी ठंडी जलवायु हवा से उपयोगी ऊष्मा निकाल सकता है। यह वैरिएबल-स्पीड कंप्रेसर के उपयोग से संभव हुआ है और निर्माताओं में मित्सुबिशी और फुजित्सु सम्मिलित हैं।<ref>{{cite web|title=Are Air Source Heat Pumps A Threat To Geothermal Heat Pump Suppliers?|url=https://www.forbes.com/sites/tomkonrad/2014/01/15/are-air-source-heat-pumps-a-threat-to-geothermal-heat-pump-suppliers/|work=[[Forbes]]|access-date=15 October 2014}}</ref> मित्सुबिशी मॉडल -35 डिग्री सेल्सियस पर ऊष्मा प्रदान करता है, किन्तु प्रदर्शन का गुणांक (सीओपी) 0.9 तक गिर जाता है, जो दर्शाता है कि उस तापमान पर प्रतिरोध हीटिंग अधिक कुशल होगा। यह निर्माता के आंकड़ों के अनुसार, -30°C पर, सिओपी 1.1 है <ref>{{cite web|title=मित्सुबिशी जुबा शीत जलवायु वायु स्रोत ताप पंप|url=http://encore-geothermal.ca/sustainable-solutions/air-source-heat-pumps/ |publisher=Encore Heating and Cooling, Kanata, Ontario |access-date=15 October 2014 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20141021195035/http://encore-geothermal.ca/sustainable-solutions/air-source-heat-pumps/ |archive-date=21 October 2014 }}</ref> (निर्माता का विपणन साहित्य भी न्यूनतम सीओपी 1.4 और प्रदर्शन -30 डिग्री सेल्सियस का दावा करता है <ref>{{cite web|title=जुबा-सेंट्रल|url=http://www.mitsubishielectric.ca/en/hvac/PDF/zuba-central/जुबा-सेंट्रल_Catalogue.pdf|publisher=Mitsubishi Electric|access-date=15 October 2014|page=5|quote=जुबा-सेंट्रल's COP ranges from 1.4 to 3.19|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20140731072149/http://mitsubishielectric.ca/en/hvac/PDF/zuba-central/जुबा-सेंट्रल_Catalogue.pdf|archive-date=31 July 2014}}</ref>). यद्यपि वायु स्रोत ऊष्मा पंप ठंड की स्थिति में अच्छी प्रकार से स्थापित ग्राउंड स्रोत ऊष्मा पंपों की तुलना में कम कुशल होते हैं, जिससे वायु स्रोत ऊष्मा पंपों की प्रारंभिक व्यय कम होती है और यह सबसे प्रभावकारी या व्यावहारिक विकल्प हो सकता है।<ref>{{cite web|title=Are Air Source Heat Pumps A Threat To Geothermal Heat Pump Suppliers?|url=https://www.forbes.com/sites/tomkonrad/2014/01/15/are-air-source-heat-pumps-a-threat-to-geothermal-heat-pump-suppliers/|work=Forbes|access-date=15 October 2014}}</ref> | ||
[[प्राकृतिक संसाधन कनाडा]] के अध्ययन में पाया गया कि दिसंबर 2012 के अंत से जनवरी 2013 की प्रारंभ तक [[ओटावा]] ([[ओंटारियो]]) में डक्टेड सीसी-एएसएचपी का उपयोग करके परीक्षण के आधार पर, ठंडी जलवायु वायु स्रोत ऊष्मा पंप (सीसी-एएसएचपी) कनाडाई सर्दियों में | [[प्राकृतिक संसाधन कनाडा]] के अध्ययन में पाया गया कि दिसंबर 2012 के अंत से जनवरी 2013 की प्रारंभ तक [[ओटावा]] ([[ओंटारियो]]) में डक्टेड सीसी-एएसएचपी का उपयोग करके परीक्षण के आधार पर, ठंडी जलवायु वायु स्रोत ऊष्मा पंप (सीसी-एएसएचपी) कनाडाई सर्दियों में कार्य करते हैं। (सूची स्पष्ट रूप से यह नहीं बताती है कि -30 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान के लिए बैकअप ताप स्रोतों पर विचार किया जाना चाहिए या नहीं। ओटावा के लिए रिकॉर्ड न्यूनतम -36 डिग्री सेल्सियस है।) सीसी-एएसएचपी ने प्राकृतिक गैस (ऊर्जा में) की तुलना में 60% ऊर्जा बचत प्रदान की इकाइयाँ है)।<ref name="auto">{{cite web|title=Cold Climate Air Source Heat Pumps: Results from Testing at the Canadian Centre for Housing Technology |url=http://www.chba.ca/uploads/TRC/May%202013/Cold%20Climate%20Air%20Source%20Heat%20Pumps%20Presentation%20-%20May%202013.pdf |publisher=Natural Resources Canada (Government of Canada) |ref=NRC |access-date=15 October 2014 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20141020150417/http://www.chba.ca/uploads/TRC/May%202013/Cold%20Climate%20Air%20Source%20Heat%20Pumps%20Presentation%20-%20May%202013.pdf |archive-date=20 October 2014 }}</ref> चूँकि विद्युत उत्पादन में ऊर्जा दक्षता पर विचार करते समय, क्षेत्रों या क्षेत्रों ([[अल्बर्टा]], [[नोवा स्कोटिया]] और उत्तर-पश्चिमी क्षेत्र) में प्राकृतिक गैस हीटिंग के सापेक्ष सीसी-एएसएचपी के साथ अधिक ऊर्जा का उपयोग किया जाएगा, जहां कोयला आधारित उत्पादन प्रमुख विधि थी। विद्युत उत्पादन का ([[Saskatchewan|ससकेचवान]] में ऊर्जा बचत सामान्य थी। अन्य क्षेत्र मुख्य रूप से जलविद्युत और/या परमाणु उत्पादन का उपयोग करते हैं।) मुख्य रूप से कोयले पर निर्भर नहीं रहने वाले क्षेत्रों में गैस के सापेक्ष महत्वपूर्ण ऊर्जा बचत के पश्चात भी प्राकृतिक गैस के सापेक्ष विद्युत की उच्च व्यय (2012 खुदरा का उपयोग करके) ओटावा, ओंटारियो में कीमतों ने प्राकृतिक गैस को कम महंगा ऊर्जा स्रोत बना दिया। (सूची में [[क्यूबेक]] क्षेत्र में संचालन की व्यय की गणना नहीं की गई है, जहां विद्युत की दरें कम हैं, न ही इसमें उपयोग की विद्युत दरों के समय का प्रभाव दिखाया गया है।) प्राकृतिक गैस प्रणाली से संचालित करने के लिए अध्ययन में पाया गया कि ओटावा में सीसी-एसएचपी की व्यय 124% अधिक है। चूँकि उन क्षेत्रों में जहां मालिकों के लिए प्राकृतिक गैस उपलब्ध नहीं है, उस स्थान पर ईंधन तेल के साथ हीटिंग के सापेक्ष 59% ऊर्जा व्यय बचत प्राप्त की जा सकती है। इस प्रकार सूची में कहा गया है कि कनाडा में लगभग 1 मिलियन आवास (8%) अभी भी ईंधन तेल से गर्म होते हैं। सूची विद्युत बेसबोर्ड प्रतिरोध हीटिंग के सापेक्ष सीसी-एएसएचपी के लिए 54% ऊर्जा व्यय बचत दर्शाती है। इन बचतों के आधार पर सूची में ईंधन तेल या विद्युत बेसबोर्ड प्रतिरोध हीटिंग से सीसी-एएसएचपी में परिवर्तित करने के लिए पांच वर्ष का भुगतान दिखाया गया है। (सूची में यह निर्दिष्ट नहीं किया गया है कि क्या उस गणना में ईंधन तेल से परिवर्तित करने के स्थितियाँ में विद्युत सेवा उन्नयन की संभावित आवश्यकता पर विचार किया गया था। संभवतः विद्युत प्रतिरोध ऊष्मा से परिवर्तित होने पर किसी विद्युत सेवा उन्नयन की आवश्यकता नहीं होगी।) इस प्रकार सूची में अधिक उतार-चढ़ाव पर ध्यान दिया गया है| इसके डिफ्रॉस्ट चक्र के कारण ऊष्मा पंप के साथ कमरे का तापमान भी परिवर्तित होता है।<ref name="auto"/> | ||
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वायु स्रोत ऊष्मा पंपों का उपयोग ठंडी जलवायु में भी आंतरिक स्थान को गर्म करने और ठंडा करने के लिए किया जाता है और नम वातावरण में पानी को गर्म करने के लिए कुशलतापूर्वक उपयोग किया जा सकता है। कुछ एएसएचपी का प्रमुख लाभ यह है कि एकसमान प्रणाली का उपयोग सर्दियों में गर्म करने और गर्मियों में ठंडा करने के लिए किया जा सकता है। चूँकि इंस्टालेशन की व्यय सामान्यतः अधिक होती है, यह जियो थर्मल ऊष्मा पंप की व्यय से कम है क्योंकि ग्राउंड सोर्स ऊष्मा पंप को ग्राउंड लूप स्थापित करने के लिए खुदाई की आवश्यकता होती है। ग्राउंड सोर्स ऊष्मा पंप का लाभ यह है कि इसकी पृथ्वी की थर्मल भंडारण क्षमता तक पहुंच होती है, जो इसे ठंड की स्थिति में कम विद्युत के लिए अधिक ऊष्माउत्पन्न करने की अनुमति देती है। | वायु स्रोत ऊष्मा पंपों का उपयोग ठंडी जलवायु में भी आंतरिक स्थान को गर्म करने और ठंडा करने के लिए किया जाता है और नम वातावरण में पानी को गर्म करने के लिए कुशलतापूर्वक उपयोग किया जा सकता है। कुछ एएसएचपी का प्रमुख लाभ यह है कि एकसमान प्रणाली का उपयोग सर्दियों में गर्म करने और गर्मियों में ठंडा करने के लिए किया जा सकता है। चूँकि इंस्टालेशन की व्यय सामान्यतः अधिक होती है, यह जियो थर्मल ऊष्मा पंप की व्यय से कम है क्योंकि ग्राउंड सोर्स ऊष्मा पंप को ग्राउंड लूप स्थापित करने के लिए खुदाई की आवश्यकता होती है। ग्राउंड सोर्स ऊष्मा पंप का लाभ यह है कि इसकी पृथ्वी की थर्मल भंडारण क्षमता तक पहुंच होती है, जो इसे ठंड की स्थिति में कम विद्युत के लिए अधिक ऊष्माउत्पन्न करने की अनुमति देती है। | ||
जब बाहरी तापमान पंप के कुशलतापूर्वक | जब बाहरी तापमान पंप के कुशलतापूर्वक कार्य करने के लिए बहुत कम होता है, या पंप में त्रुटि की स्थिति में बैकअप ऊष्मा प्रदान करने के लिए एएसएचपी को सामान्यतः सहायक या आपातकालीन ताप प्रणालियों के साथ जोड़ा जाता है। चूंकि एएसएचपी की व्यय अधिक होती है, और तापमान घटने पर दक्षता गिर जाती है, यह सामान्यतः होता है| यह सबसे ठंडे संभावित तापमान परिदृश्य के लिए प्रणाली को आकार देना व्यय प्रभावी नहीं है, तथापि एएसएचपी अपेक्षित सबसे ठंडे तापमान पर सम्पूर्ण ऊष्मा की आवश्यकता को पूरा कर सके। [[प्रोपेन]], प्राकृतिक गैस, तेल या [[गोली ईंधन|लघु ईंधन]] भट्टियां यह पूरक ऊष्मा प्रदान कर सकती हैं। | ||
सभी- विद्युत बैकअप प्रणाली में विद्युत भट्टी या विद्युत उष्मीय प्रतिरोध या स्ट्रिप हीट होती है, जिसमें सामान्यतः विद्युत कॉइल्स की पंक्तियाँ होती हैं, जो गर्म होती हैं। इससे पंखा गर्म कुंडलियों पर चलता है और पूरे घर में गर्म हवा प्रसारित करता है। यह पर्याप्त ताप स्रोत के रूप में कार्य करता है, किन्तु जिस प्रकार से तापमान नीचे जाता है, उसी प्रकार विद्युत की व्यय बढ़ जाती है। विद्युत सेवा में अवरोध केंद्रीय फोर्स्ड-वायु प्रणाली और पंप-आधारित बॉयलरों के समान ही खतरा उत्पन्न करती हैं, किन्तु लकड़ी के स्टोव और गैर- विद्युत फायरप्लेस इंसर्ट इस खतरे को कम कर सकते हैं। इस प्रकार कुछ एएसएचपी को प्राथमिक ऊर्जा स्रोत के रूप में सौर पैनलों के साथ, बैकअप स्रोत के रूप में कनवेन्सनल विद्युत ग्रिड के साथ जोड़ा जा सकता है। | सभी- विद्युत बैकअप प्रणाली में विद्युत भट्टी या विद्युत उष्मीय प्रतिरोध या स्ट्रिप हीट होती है, जिसमें सामान्यतः विद्युत कॉइल्स की पंक्तियाँ होती हैं, जो गर्म होती हैं। इससे पंखा गर्म कुंडलियों पर चलता है और पूरे घर में गर्म हवा प्रसारित करता है। यह पर्याप्त ताप स्रोत के रूप में कार्य करता है, किन्तु जिस प्रकार से तापमान नीचे जाता है, उसी प्रकार विद्युत की व्यय बढ़ जाती है। विद्युत सेवा में अवरोध केंद्रीय फोर्स्ड-वायु प्रणाली और पंप-आधारित बॉयलरों के समान ही खतरा उत्पन्न करती हैं, किन्तु लकड़ी के स्टोव और गैर- विद्युत फायरप्लेस इंसर्ट इस खतरे को कम कर सकते हैं। इस प्रकार कुछ एएसएचपी को प्राथमिक ऊर्जा स्रोत के रूप में सौर पैनलों के साथ, बैकअप स्रोत के रूप में कनवेन्सनल विद्युत ग्रिड के साथ जोड़ा जा सकता है। | ||
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==प्रौद्योगिकी == | ==प्रौद्योगिकी == | ||
[[File:Ecodan outdoor unit Internal view.jpg|thumb|इकोडान वायु स्रोत ऊष्मा पंप की बाहरी इकाई का आंतरिक दृश्य]] | [[File:Ecodan outdoor unit Internal view.jpg|thumb|इकोडान वायु स्रोत ऊष्मा पंप की बाहरी इकाई का आंतरिक दृश्य]] | ||
[[File:Refrigerator-cycle.svg|thumb| | [[File:Refrigerator-cycle.svg|thumb|A: इनडोर कम्पार्टमेंट, B: आउटडोर कम्पार्टमेंट, आई: इन्सुलेशन, 1: कंडेनसर, 2: विस्तारित वाल्व, 3: वाष्पक, 4: कंप्रेसर]]ऊष्मा पंप के इनडोर और आउटडोर कॉइल के माध्यम से [[ शीतल |शीतलन]] को पंप करके गर्म और ठण्डा करने की प्रक्रिया पूरी की जाती है। रेफ्रिजरेटर में ठंडे [[तरल]] और गर्म [[गैस]] अवस्थाओं के मध्य शीतलक की स्थिति को बदलने के लिए [[गैस कंप्रेसर]], [[कंडेनसर (गर्मी हस्तांतरण)|कंडेनसर ( ऊष्मा हस्तांतरण)]], एक्सपेंशन [[वाल्व]] ([[भाप]] इंजन) और इवैपोरेटर का उपयोग किया जाता है। | ||
जब कम [[तापमान]] और कम दबाव पर तरल शीतलन बाहरी ऊष्मा एक्सचेंजर कॉइल से निकलता है, तब परिवेशी ऊष्मा के कारण तरल उबलने लगता है (गैस या वाष्प में बदल जाता है)। बाहरी हवा से ऊष्मा ऊर्जा को अवशोषित किया गया है और प्रशीतक में गुप्त ऊष्मा के रूप में संग्रहीत किया गया है। फिर गैस को विद्युत पंप का उपयोग करके संपीड़ित किया जाता है| जिससे संपीड़न से गैस का तापमान बढ़ जाता है। | जब कम [[तापमान]] और कम दबाव पर तरल शीतलन बाहरी ऊष्मा एक्सचेंजर कॉइल से निकलता है, तब परिवेशी ऊष्मा के कारण तरल उबलने लगता है (गैस या वाष्प में बदल जाता है)। बाहरी हवा से ऊष्मा ऊर्जा को अवशोषित किया गया है और प्रशीतक में गुप्त ऊष्मा के रूप में संग्रहीत किया गया है। फिर गैस को विद्युत पंप का उपयोग करके संपीड़ित किया जाता है| जिससे संपीड़न से गैस का तापमान बढ़ जाता है। | ||
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फिर ठंडा तरल शीतलक नया चक्र प्रारंभ करने के लिए आउटडोर ऊष्मा परिवर्तक कॉइल्स में फिर से प्रवेश करता है। | फिर ठंडा तरल शीतलक नया चक्र प्रारंभ करने के लिए आउटडोर ऊष्मा परिवर्तक कॉइल्स में फिर से प्रवेश करता है। | ||
अधिकांश ऊष्मा पंप कूलिंग मोड में भी | अधिकांश ऊष्मा पंप कूलिंग मोड में भी कार्य कर सकते हैं, जहां कमरे की हवा को ठंडा करने के लिए ठंडे शीतलक को इनडोर कॉइल के माध्यम से ले जाया जाता है। | ||
==दक्षता रेटिंग== | ==दक्षता रेटिंग== | ||
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==खतरा और सावधानियां== | ==खतरा और सावधानियां== | ||
*पारंपरिक वायु स्रोत ऊष्मा पंप बाहरी तापमान {{convert|-10|C}} में कमी होने के कारण अपनी क्षमता को | *पारंपरिक वायु स्रोत ऊष्मा पंप बाहरी तापमान {{convert|-10|C}} में कमी होने के कारण अपनी क्षमता को नष्ट कर देते हैं- सीसी-एएसएचपी (ऊपर देखें) न्यूनतम तापमान {{convert|-30|C}} में भी कुशलतापूर्वक कार्य कर सकते हैं| चूँकि वे गर्मी के मौसम में वायु स्रोत ऊष्मा पंपों को ठंडा करने में उतने कुशल नहीं हो सकते हैं। यदि ठंडी जलवायु में पारंपरिक वायु स्रोत ऊष्मा पंप का उपयोग किया जाता है, तब अत्यधिक ठंडे तापमान की स्थिति में या जब ऊष्मा पंप बिल्कुल भी कार्य करने के लिए बहुत ठंडा होता है, तब ऊष्मा पंप को कॉम्प्लीमेंट करने के लिए प्रणाली को ऊष्मा के सहायक स्रोत की आवश्यकता होती है। | ||
*सहायक ताप/आपातकालीन ताप प्रणाली, उदाहरण के लिए भट्ठी, भी महत्वपूर्ण है| यदि ऊष्मा पंप खराब है या उसमे सुधार किया जा रहा है। ठंडी जलवायु में गैस, तेल या पेलेट ईंधन भट्टियों के समान स्प्लिट-प्रणाली ऊष्मा पंप बहुत ठंडे तापमान में भी कार्य करेंगे। | *सहायक ताप/आपातकालीन ताप प्रणाली, उदाहरण के लिए भट्ठी, भी महत्वपूर्ण है| यदि ऊष्मा पंप खराब है या उसमे सुधार किया जा रहा है। ठंडी जलवायु में गैस, तेल या पेलेट ईंधन भट्टियों के समान स्प्लिट-प्रणाली ऊष्मा पंप बहुत ठंडे तापमान में भी कार्य करेंगे। | ||
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वायु स्रोत ऊष्मा पंप के लिए बाहरी इकाई की आवश्यकता होती है, जिसमें पंखे सहित गतिशील यांत्रिक घटक होते हैं, जो ध्वनि उत्पन्न करते हैं। आधुनिक उपकरण कम पंखे की गति के साथ साइलेंट मोड ऑपरेशन के लिए शेड्यूल प्रदान करते हैं। इससे अधिकतम तापन शक्ति कम हो जाएगी किन्तु दक्षता में कमी के बिना इसे हल्के बाहरी तापमान पर प्रयुक्त किया जा सकता है। संवेदनशील निकटतम स्थिति में ध्वनि को कम करने के लिए ध्वनिक स्थान है। इन्सुलेटेड भवनों में तापमान में महत्वपूर्ण कमी के बिना रात में ऑपरेशन रोका जा सकता है। केवल कम तापमान पर ठंड से सुरक्षा कुछ घंटों के पश्चात ऑपरेशन को वाध्य करती है। | वायु स्रोत ऊष्मा पंप के लिए बाहरी इकाई की आवश्यकता होती है, जिसमें पंखे सहित गतिशील यांत्रिक घटक होते हैं, जो ध्वनि उत्पन्न करते हैं। आधुनिक उपकरण कम पंखे की गति के साथ साइलेंट मोड ऑपरेशन के लिए शेड्यूल प्रदान करते हैं। इससे अधिकतम तापन शक्ति कम हो जाएगी किन्तु दक्षता में कमी के बिना इसे हल्के बाहरी तापमान पर प्रयुक्त किया जा सकता है। संवेदनशील निकटतम स्थिति में ध्वनि को कम करने के लिए ध्वनिक स्थान है। इन्सुलेटेड भवनों में तापमान में महत्वपूर्ण कमी के बिना रात में ऑपरेशन रोका जा सकता है। केवल कम तापमान पर ठंड से सुरक्षा कुछ घंटों के पश्चात ऑपरेशन को वाध्य करती है। | ||
संयुक्त राज्य अमेरिका में आवासीय क्षेत्रों में स्वास्थ्य और कल्याण पर सभी प्रतिकूल प्रभावों से जनता को बचाने के लिए रात के समय अनुमत ध्वनि स्तर को 1974 में 55 ए-वेटेड डेसिबल (डीबीए) की औसत 24-घंटे की एक्सपोज़र सीमा (यू.एस. ईपीए 1974) के रूप में परिभाषित किया गया था। यह सीमा दिन-रात 24 घंटे का औसत ध्वनि स्तर (एलडीएन) है, जिसमें नींद में अवरोध के लिए 2200 से 0700 घंटे के मध्य रात के स्तर पर 10-डीबीए जुर्माना लगाया जाता है और दिन के स्तर पर कोई जुर्माना लगाया नहीं जाता है।<ref>{{cite web|url=http://ehp.niehs.nih.gov/1307272/|title=Monica S. Hammer, Tracy K. Swinburn, and Richard L. Neitzel "Environmental Noise Pollution in the United States: Developing an Effective Public Health Response" Environmental Health Perspectives V122,I2,2014|access-date=25 January 2016|archive-url=https://web.archive.org/web/20160702095821/http://ehp.niehs.nih.gov/1307272/|archive-date=2 July 2016|url-status=dead}}</ref> 10-डीबी(ए) जुर्माना अमेरिका में रात के समय अनुमत ध्वनि स्तर को 45 डीबी(ए) के बराबर बनाता है, जो | संयुक्त राज्य अमेरिका में आवासीय क्षेत्रों में स्वास्थ्य और कल्याण पर सभी प्रतिकूल प्रभावों से जनता को बचाने के लिए रात के समय अनुमत ध्वनि स्तर को 1974 में 55 ए-वेटेड डेसिबल (डीबीए) की औसत 24-घंटे की एक्सपोज़र सीमा (यू.एस. ईपीए 1974) के रूप में परिभाषित किया गया था। यह सीमा दिन-रात 24 घंटे का औसत ध्वनि स्तर (एलडीएन) है, जिसमें नींद में अवरोध के लिए 2200 से 0700 घंटे के मध्य रात के स्तर पर 10-डीबीए जुर्माना लगाया जाता है और दिन के स्तर पर कोई जुर्माना लगाया नहीं जाता है।<ref>{{cite web|url=http://ehp.niehs.nih.gov/1307272/|title=Monica S. Hammer, Tracy K. Swinburn, and Richard L. Neitzel "Environmental Noise Pollution in the United States: Developing an Effective Public Health Response" Environmental Health Perspectives V122,I2,2014|access-date=25 January 2016|archive-url=https://web.archive.org/web/20160702095821/http://ehp.niehs.nih.gov/1307272/|archive-date=2 July 2016|url-status=dead}}</ref> 10-डीबी(ए) जुर्माना अमेरिका में रात के समय अनुमत ध्वनि स्तर को 45 डीबी(ए) के बराबर बनाता है, जो की कुछ यूरोपीय देशों में स्वीकृत ध्वनि से अधिक है, किन्तु कुछ ऊष्मा पंपों द्वारा उत्पन्न ध्वनि से कम है। | ||
2013 में यूरोपीय मानकीकरण समिति (सीईएन) ने ऊष्मा पंप आउटडोर इकाइयों के कारण होने वाले ध्वनि प्रदूषण से सुरक्षा के लिए मानकों पर | 2013 में यूरोपीय मानकीकरण समिति (सीईएन) ने ऊष्मा पंप आउटडोर इकाइयों के कारण होने वाले ध्वनि प्रदूषण से सुरक्षा के लिए मानकों पर कार्य प्रारंभ किया। जनवरी 2016 तक ध्वनि अवरोधों या ध्वनि संरक्षण के अन्य साधनों के लिए कोई मानक विकसित नहीं किया गया था। | ||
वायु श्रोत ऊष्मा पंप (एएसएचपी) बाहरी ऊष्मा परिवर्तक की अन्य विशेषता हीटिंग मोड में बाहरी इकाई में जमा होने वाली ठंढ से छुटकारा पाने के लिए समय-समय पर कई मिनट की अवधि के लिए पंखे को रोकने की आवश्यकता होती है। उसके पश्चात, ऊष्मा पंप फिर से | वायु श्रोत ऊष्मा पंप (एएसएचपी) बाहरी ऊष्मा परिवर्तक की अन्य विशेषता हीटिंग मोड में बाहरी इकाई में जमा होने वाली ठंढ से छुटकारा पाने के लिए समय-समय पर कई मिनट की अवधि के लिए पंखे को रोकने की आवश्यकता होती है। उसके पश्चात, ऊष्मा पंप फिर से कार्य करना प्रारंभ कर देता है। कार्य चक्र के इस भाग के परिणामस्वरूप पंखे द्वारा उत्पन्न ध्वनि में दो अचानक परिवर्तन होते हैं। इस प्रकार के व्यवधान का ध्वनिक प्रभाव विशेष रूप से शांत वातावरण में शक्तिशाली होता है, जहां पृष्ठभूमि रात की ध्वनि 0 से 10dBA तक कम हो सकता है। यह फ्रांस के नियम में सम्मिलित है। ध्वनि उपद्रव की फ्रांसीसी अवधारणा के अनुसार, ध्वनि उद्भव परेशान करने वाले ध्वनि सहित परिवेशीय ध्वनि और परेशान करने वाले ध्वनि के बिना व्यापक ध्वनि के मध्य का अंतर है।<ref>{{cite web|url=http://www.hiil.org/bestpractices/How%20to%20determine%20acceptable%20levels%20of%20noise%20nuisance%20%28France%29|title=हिल ने न्याय का नवप्रवर्तन किया "शोर उपद्रव के स्वीकार्य स्तर का निर्धारण कैसे करें (फ्रांस)|access-date=25 January 2016|archive-url=https://web.archive.org/web/20170212105148/http://www.hiil.org/bestpractices/How%20to%20determine%20acceptable%20levels%20of%20noise%20nuisance%20%28France%29|archive-date=12 February 2017|url-status=dead}}</ref><ref>{{cite web|url=http://legifrance.gouv.fr/affichCodeArticle.do?cidTexte=LEGITEXT000006072665&idArticle=LEGIARTI000006910540&dateTexte=&categorieLien=cid |title=Code de la santé publique – Article R1334-33 (in French)|access-date=8 February 2016}}</ref> | ||
ग्राउंड सोर्स ऊष्मा पंप को गतिशील यांत्रिक घटकों वाली बाहरी इकाई की कोई आवश्यकता नहीं होती है। | ग्राउंड सोर्स ऊष्मा पंप को गतिशील यांत्रिक घटकों वाली बाहरी इकाई की कोई आवश्यकता नहीं होती है। | ||
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जबकि विद्युत प्रतिरोध हीटिंग के अतिरिक्त अन्य बैकअप प्रणाली वाले ऊष्मा पंपों को अधिकांशतः विद्युत उपयोगिताओं द्वारा प्रोत्साहित किया जाता है, इस प्रकार वायु स्रोत ऊष्मा पंप शीतकालीन-उच्च उपयोगिताओं के लिए चिंता का विषय हैं| यदि विद्युत प्रतिरोध हीटिंग को पूरक या प्रतिस्थापन ताप स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है| जब तापमान बिंदु से नीचे चला जाता है कि ऊष्मा पंप घर की सभी ताप आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है। यहां तक कि यदि कोई गैर- विद्युत बैकअप प्रणाली है, तब भी यह तथ्य कि बाहरी तापमान के साथ एएसएचपी की क्षमता कम हो जाती है, जो कि विद्युत उपयोगिताओं के लिए चिंता का विषय है। दक्षता में कमी का अर्थ है कि तापमान में कमी के साथ ही उनका विद्युत भार तेजी से बढ़ जाता है। | जबकि विद्युत प्रतिरोध हीटिंग के अतिरिक्त अन्य बैकअप प्रणाली वाले ऊष्मा पंपों को अधिकांशतः विद्युत उपयोगिताओं द्वारा प्रोत्साहित किया जाता है, इस प्रकार वायु स्रोत ऊष्मा पंप शीतकालीन-उच्च उपयोगिताओं के लिए चिंता का विषय हैं| यदि विद्युत प्रतिरोध हीटिंग को पूरक या प्रतिस्थापन ताप स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है| जब तापमान बिंदु से नीचे चला जाता है कि ऊष्मा पंप घर की सभी ताप आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है। यहां तक कि यदि कोई गैर- विद्युत बैकअप प्रणाली है, तब भी यह तथ्य कि बाहरी तापमान के साथ एएसएचपी की क्षमता कम हो जाती है, जो कि विद्युत उपयोगिताओं के लिए चिंता का विषय है। दक्षता में कमी का अर्थ है कि तापमान में कमी के साथ ही उनका विद्युत भार तेजी से बढ़ जाता है। | ||
कनाडा के [[युकोन क्षेत्र]] में अध्ययन, जहां अधिकतम क्षमता के लिए [[डीजल जनरेटर]] का उपयोग किया जाता है, ने नोट किया कि यदि एएसएचपी के उपयोग के कारण बढ़ी हुई विद्युत मांग उपलब्ध जल विद्युत क्षमता से अधिक हो जाती है, तब वायु स्रोत ऊष्मा पंपों को व्यापक रूप से ग्रहण करने से डीजल की व्यय में वृद्धि हो सकती है।<ref>{{cite web|title=युकोन में वायु स्रोत हीट पंप प्रौद्योगिकी का मूल्यांकन|url=http://www.energy.gov.yk.ca/pdf/air_source_heat_pumps_final_may2013_v04.pdf|publisher=Government of Yukon's Energy Solution Centre and Yukon Energy, Mines and Resources|access-date=15 October 2014|date=31 May 2013}}</ref> उन चिंताओं के | कनाडा के [[युकोन क्षेत्र]] में अध्ययन, जहां अधिकतम क्षमता के लिए [[डीजल जनरेटर]] का उपयोग किया जाता है, ने नोट किया कि यदि एएसएचपी के उपयोग के कारण बढ़ी हुई विद्युत मांग उपलब्ध जल विद्युत क्षमता से अधिक हो जाती है, तब वायु स्रोत ऊष्मा पंपों को व्यापक रूप से ग्रहण करने से डीजल की व्यय में वृद्धि हो सकती है।<ref>{{cite web|title=युकोन में वायु स्रोत हीट पंप प्रौद्योगिकी का मूल्यांकन|url=http://www.energy.gov.yk.ca/pdf/air_source_heat_pumps_final_may2013_v04.pdf|publisher=Government of Yukon's Energy Solution Centre and Yukon Energy, Mines and Resources|access-date=15 October 2014|date=31 May 2013}}</ref> उन चिंताओं के पश्चात् भी अध्ययन ने निष्कर्ष निकाला कि एएसएचपी युकोन में निवास करने वाले व्यक्तियों के लिए व्यय प्रभावी हीटिंग विकल्प है। चूंकि ग्रिड को विद्युत की आपूर्ति करने के लिए एयर फार्मों का तेजी से उपयोग किया जा रहा है, जो कि सर्दियों में बढ़ा हुआ भार एयर टरबाइनों से बढ़े हुए सर्दियों के उत्पादन के समान है और शांत दिनों के परिणामस्वरूप हवा का तापमान कम होने पर भी अधिकांश घरों में ताप भार कम हो जाता है। | ||
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Revision as of 12:08, 11 August 2023
वायु श्रोत ऊष्मा पंप (एएसएचपी) प्रकार का ऊष्मा पंप है, जो किसी संरचना के बाहर से ऊष्मा को अवशोषित कर सकता है और उसी वाष्प-संपीड़न प्रशीतन प्रक्रिया और एयर कंडीशनिंग के समान उपकरण का उपयोग करके इसे अंदर छोड़ सकता है, किन्तु विपरीत दिशा में उपयोग किया जाता है। एयर कंडीशनिंग इकाई के विपरीत, अधिकांश एएसएचपी प्रतिवर्ती होते हैं और भवनों को गर्म या ठंडा करने में सक्षम होते हैं और कुछ स्थितियों में घरेलू गर्म पानी भी प्रदान करते हैं।
सामान्य सेटिंग में, एसएचपी 1 kWh विद्युत ऊर्जा से 4 kWh तापीय ऊर्जा प्राप्त कर सकता है। वे अच्छी प्रकार से विद्युत-रोधित भवनों के लिए उपयुक्त 30 और 40 डिग्री सेल्सियस (86-104 डिग्री फारेनहाइट) के मध्य प्रवाह तापमान के लिए अनुकूलित हैं। दक्षता में कमी के साथ एएसएचपी प्रवाह तापमान के साथ केंद्रीय ताप समाधान 80 °C (176 °F) भी प्रदान कर सकता है |[1]
हवा से पानी तक ऊष्मा पंप पूरे घर को गर्म या ठंडा करने के लिए रेडिएटर (हीटिंग) या फर्श के अंदर ऊष्मा का उपयोग करते हैं और अधिकांशतः घरेलू गर्म पानी प्रदान करने के लिए भी उपयोग किया जाता है।
एयर-टू-एयर ऊष्मा पंप सरल और थोड़े अधिक कुशल उपकरण हैं| जो सीधे आंतरिक स्थानों पर गर्म या ठंडी हवा प्रदान करते हैं, किन्तु सामान्यतः गर्म पानी प्रदान नहीं करते हैं।
विवरण
परम शून्य ताप से ऊपर किसी भी तापमान पर हवा में कुछ ऊर्जा होती है। वायु स्रोत ऊष्मा पंप इस ऊर्जा में से कुछ को ऊष्मा के रूप में एक स्थान से दूसरे स्थान पर स्थानांतरित करता है, उदाहरण के लिए किसी भवन के बाहर और अंदर के मध्य इसका उपयोग किया जा सकता है। यह स्थान को गर्म करने और गर्म पानी प्रदान करने के लिए प्रयोग कर सकते है। सर्दी और गर्मी में भवन के इंटीरियर को क्रमशः गर्म या ठंडा करने के लिए किसी भी दिशा में ऊष्मा स्थानांतरित करने के लिए एकल प्रणाली का निर्माण किया जा सकती है। सरलता के लिए नीचे दिया गया विवरण इंटीरियर हीटिंग के उपयोग पर केंद्रित है।
प्रौद्योगिकी रेफ्रिजरेटर या फ्रीजर या एयर कंडीशनिंग इकाई के समान है| इसका उपयोग भिन्न-भिन्न प्रभाव विभिन्न प्रणाली घटकों के भौतिक स्थान के कारण होता है। जिस प्रकार रेफ्रिजरेटर के पीछे के पाइप अंदर से ठंडा होने पर गर्म हो जाते हैं| उसी प्रकार एएसएचपी भवन के अंदर को गर्म करता है, जबकि बाहरी हवा को ठंडा करता है।
वायु स्रोत ऊष्मा पंप के मुख्य घटक हैं:
- आउटडोर वाष्पक उष्मा का आदान प्रदान करने वाला कॉइल, जो परिवेशी वायु से ऊष्मा निकालता है|
- एक या अधिक इनडोर कंडेनसर ऊष्मा परिवर्तक कॉइल, जो ऊष्मा को इनडोर हवा में स्थानांतरित करते हैं, या इनडोर हीटिंग प्रणाली जैसे पानी से भरे रेडिएटर या अंडरफ्लोर सर्किट और घरेलू गर्म पानी की टंकी का प्रयोग करना उचित होता है।
वायु स्रोत ऊष्मा पंप बहुत कम व्यय में स्पेस हीटिंग प्रदान कर सकते हैं। उच्च दक्षता ऊष्मा पंप समान मात्रा में विद्युत का उपयोग करके विद्युत प्रतिरोध वाष्पक की तुलना में चार गुना अधिक ऊष्मा प्रदान कर सकता है।[2] वायु स्रोत ऊष्मा पंप की आजीवन व्यय गैस (जहां उपलब्ध हो) की तुलना में विद्युत की कीमत से प्रभावित होगी। इससे गैस या तेल जलाने से कार्बन डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन डाइऑक्साइड भी उत्सर्जित होगा, जो स्वास्थ्य के लिए हानिकारक हो सकता है। वायु स्रोत ऊष्मा पंप कोई कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड या किसी अन्य प्रकार की गैस प्रयुक्त नहीं करता है। यह अधिक मात्रा में ऊष्मा को स्थानांतरित करने के लिए कम मात्रा में विद्युत का उपयोग करता है| विद्युत नवीकरणीय स्रोत से हो सकती है या यह उन विद्युत स्टेशनों से उत्पन्न हो सकती है, जो जीवाश्म ईंधन या परमाणु ऊर्जा का दहन करते हैं।
मानक घरेलू वायु स्रोत ऊष्मा पंप लगभग उपयोगी ऊष्मा 5 °C (41 °F) निकाल सकता है|[3] ठंडे बाहरी तापमान पर ऊष्मा पंप कम कुशल होता है, यदि पूरक हीटिंग प्रणाली अधिक बड़ा है तब इसे बंद किया जा सकता है और परिसर को केवल पूरक ऊष्मा (या आपातकालीन ऊष्मा) का उपयोग करके गर्म किया जा सकता है। विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए ऊष्मा पंप हैं, जो कूलिंग मोड में कुछ प्रदर्शन छोड़ते हुए, बाहरी तापमान को भी कम करने के लिए उपयोगी ऊष्मा निष्कर्षण प्रदान करेंगे।
कुछ मौसम स्थितियों में संघनन बनेगा और फिर बाहरी इकाई के ऊष्मा परिवर्तक के कॉइल पर जम जाएगा, जिससे कॉइल के माध्यम से हवा का प्रवाह कम हो जाएगा। इसे साफ़ करने के लिए इकाई डीफ़्रॉस्ट चक्र संचालित करती है और कुछ समय के पश्चात मिनटों के लिए कूलिंग मोड पर स्विच करती है, कॉइल को बर्फ पिघलने तक गर्म करती है। इसका उपयोग हवा से पानी तक ऊष्मा पंप इस उद्देश्य के लिए परिसंचारी जल से ऊष्मा में करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप पानी के तापमान में छोटी और संभवतः अज्ञात कमी होती है|[4] एयर-टू-एयर प्रणाली के लिए ऊष्मा या तब भवन में हवा से ली जाती है या विद्युत वाष्पक का उपयोग करके ली जाती है।[5] कुछ एयर-टू-एयर प्रणालियाँ दोनों इकाइयों के पंखों के संचालन को रोक देती हैं और कूलिंग मोड पर स्विच कर देती हैं, जिससे बाहरी इकाई कंडेनसर के रूप में वापस आ जाए और गर्म होकर डीफ़्रॉस्ट हो जाए।
ठंडी जलवायु में
यह बहुत ठंडी जलवायु के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया वायु स्रोत ऊष्मा पंप -30°C (-22°F) जितनी ठंडी जलवायु हवा से उपयोगी ऊष्मा निकाल सकता है। यह वैरिएबल-स्पीड कंप्रेसर के उपयोग से संभव हुआ है और निर्माताओं में मित्सुबिशी और फुजित्सु सम्मिलित हैं।[6] मित्सुबिशी मॉडल -35 डिग्री सेल्सियस पर ऊष्मा प्रदान करता है, किन्तु प्रदर्शन का गुणांक (सीओपी) 0.9 तक गिर जाता है, जो दर्शाता है कि उस तापमान पर प्रतिरोध हीटिंग अधिक कुशल होगा। यह निर्माता के आंकड़ों के अनुसार, -30°C पर, सिओपी 1.1 है [7] (निर्माता का विपणन साहित्य भी न्यूनतम सीओपी 1.4 और प्रदर्शन -30 डिग्री सेल्सियस का दावा करता है [8]). यद्यपि वायु स्रोत ऊष्मा पंप ठंड की स्थिति में अच्छी प्रकार से स्थापित ग्राउंड स्रोत ऊष्मा पंपों की तुलना में कम कुशल होते हैं, जिससे वायु स्रोत ऊष्मा पंपों की प्रारंभिक व्यय कम होती है और यह सबसे प्रभावकारी या व्यावहारिक विकल्प हो सकता है।[9]
प्राकृतिक संसाधन कनाडा के अध्ययन में पाया गया कि दिसंबर 2012 के अंत से जनवरी 2013 की प्रारंभ तक ओटावा (ओंटारियो) में डक्टेड सीसी-एएसएचपी का उपयोग करके परीक्षण के आधार पर, ठंडी जलवायु वायु स्रोत ऊष्मा पंप (सीसी-एएसएचपी) कनाडाई सर्दियों में कार्य करते हैं। (सूची स्पष्ट रूप से यह नहीं बताती है कि -30 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान के लिए बैकअप ताप स्रोतों पर विचार किया जाना चाहिए या नहीं। ओटावा के लिए रिकॉर्ड न्यूनतम -36 डिग्री सेल्सियस है।) सीसी-एएसएचपी ने प्राकृतिक गैस (ऊर्जा में) की तुलना में 60% ऊर्जा बचत प्रदान की इकाइयाँ है)।[10] चूँकि विद्युत उत्पादन में ऊर्जा दक्षता पर विचार करते समय, क्षेत्रों या क्षेत्रों (अल्बर्टा, नोवा स्कोटिया और उत्तर-पश्चिमी क्षेत्र) में प्राकृतिक गैस हीटिंग के सापेक्ष सीसी-एएसएचपी के साथ अधिक ऊर्जा का उपयोग किया जाएगा, जहां कोयला आधारित उत्पादन प्रमुख विधि थी। विद्युत उत्पादन का (ससकेचवान में ऊर्जा बचत सामान्य थी। अन्य क्षेत्र मुख्य रूप से जलविद्युत और/या परमाणु उत्पादन का उपयोग करते हैं।) मुख्य रूप से कोयले पर निर्भर नहीं रहने वाले क्षेत्रों में गैस के सापेक्ष महत्वपूर्ण ऊर्जा बचत के पश्चात भी प्राकृतिक गैस के सापेक्ष विद्युत की उच्च व्यय (2012 खुदरा का उपयोग करके) ओटावा, ओंटारियो में कीमतों ने प्राकृतिक गैस को कम महंगा ऊर्जा स्रोत बना दिया। (सूची में क्यूबेक क्षेत्र में संचालन की व्यय की गणना नहीं की गई है, जहां विद्युत की दरें कम हैं, न ही इसमें उपयोग की विद्युत दरों के समय का प्रभाव दिखाया गया है।) प्राकृतिक गैस प्रणाली से संचालित करने के लिए अध्ययन में पाया गया कि ओटावा में सीसी-एसएचपी की व्यय 124% अधिक है। चूँकि उन क्षेत्रों में जहां मालिकों के लिए प्राकृतिक गैस उपलब्ध नहीं है, उस स्थान पर ईंधन तेल के साथ हीटिंग के सापेक्ष 59% ऊर्जा व्यय बचत प्राप्त की जा सकती है। इस प्रकार सूची में कहा गया है कि कनाडा में लगभग 1 मिलियन आवास (8%) अभी भी ईंधन तेल से गर्म होते हैं। सूची विद्युत बेसबोर्ड प्रतिरोध हीटिंग के सापेक्ष सीसी-एएसएचपी के लिए 54% ऊर्जा व्यय बचत दर्शाती है। इन बचतों के आधार पर सूची में ईंधन तेल या विद्युत बेसबोर्ड प्रतिरोध हीटिंग से सीसी-एएसएचपी में परिवर्तित करने के लिए पांच वर्ष का भुगतान दिखाया गया है। (सूची में यह निर्दिष्ट नहीं किया गया है कि क्या उस गणना में ईंधन तेल से परिवर्तित करने के स्थितियाँ में विद्युत सेवा उन्नयन की संभावित आवश्यकता पर विचार किया गया था। संभवतः विद्युत प्रतिरोध ऊष्मा से परिवर्तित होने पर किसी विद्युत सेवा उन्नयन की आवश्यकता नहीं होगी।) इस प्रकार सूची में अधिक उतार-चढ़ाव पर ध्यान दिया गया है| इसके डिफ्रॉस्ट चक्र के कारण ऊष्मा पंप के साथ कमरे का तापमान भी परिवर्तित होता है।[10]
उपयोग
वायु स्रोत ऊष्मा पंपों का उपयोग ठंडी जलवायु में भी आंतरिक स्थान को गर्म करने और ठंडा करने के लिए किया जाता है और नम वातावरण में पानी को गर्म करने के लिए कुशलतापूर्वक उपयोग किया जा सकता है। कुछ एएसएचपी का प्रमुख लाभ यह है कि एकसमान प्रणाली का उपयोग सर्दियों में गर्म करने और गर्मियों में ठंडा करने के लिए किया जा सकता है। चूँकि इंस्टालेशन की व्यय सामान्यतः अधिक होती है, यह जियो थर्मल ऊष्मा पंप की व्यय से कम है क्योंकि ग्राउंड सोर्स ऊष्मा पंप को ग्राउंड लूप स्थापित करने के लिए खुदाई की आवश्यकता होती है। ग्राउंड सोर्स ऊष्मा पंप का लाभ यह है कि इसकी पृथ्वी की थर्मल भंडारण क्षमता तक पहुंच होती है, जो इसे ठंड की स्थिति में कम विद्युत के लिए अधिक ऊष्माउत्पन्न करने की अनुमति देती है।
जब बाहरी तापमान पंप के कुशलतापूर्वक कार्य करने के लिए बहुत कम होता है, या पंप में त्रुटि की स्थिति में बैकअप ऊष्मा प्रदान करने के लिए एएसएचपी को सामान्यतः सहायक या आपातकालीन ताप प्रणालियों के साथ जोड़ा जाता है। चूंकि एएसएचपी की व्यय अधिक होती है, और तापमान घटने पर दक्षता गिर जाती है, यह सामान्यतः होता है| यह सबसे ठंडे संभावित तापमान परिदृश्य के लिए प्रणाली को आकार देना व्यय प्रभावी नहीं है, तथापि एएसएचपी अपेक्षित सबसे ठंडे तापमान पर सम्पूर्ण ऊष्मा की आवश्यकता को पूरा कर सके। प्रोपेन, प्राकृतिक गैस, तेल या लघु ईंधन भट्टियां यह पूरक ऊष्मा प्रदान कर सकती हैं।
सभी- विद्युत बैकअप प्रणाली में विद्युत भट्टी या विद्युत उष्मीय प्रतिरोध या स्ट्रिप हीट होती है, जिसमें सामान्यतः विद्युत कॉइल्स की पंक्तियाँ होती हैं, जो गर्म होती हैं। इससे पंखा गर्म कुंडलियों पर चलता है और पूरे घर में गर्म हवा प्रसारित करता है। यह पर्याप्त ताप स्रोत के रूप में कार्य करता है, किन्तु जिस प्रकार से तापमान नीचे जाता है, उसी प्रकार विद्युत की व्यय बढ़ जाती है। विद्युत सेवा में अवरोध केंद्रीय फोर्स्ड-वायु प्रणाली और पंप-आधारित बॉयलरों के समान ही खतरा उत्पन्न करती हैं, किन्तु लकड़ी के स्टोव और गैर- विद्युत फायरप्लेस इंसर्ट इस खतरे को कम कर सकते हैं। इस प्रकार कुछ एएसएचपी को प्राथमिक ऊर्जा स्रोत के रूप में सौर पैनलों के साथ, बैकअप स्रोत के रूप में कनवेन्सनल विद्युत ग्रिड के साथ जोड़ा जा सकता है।
प्रतिरोध हीटिंग को सम्मिलित करने वाले थर्मल ऊर्जा भंडारण समाधानों का उपयोग एएसएचपी के साथ संयोजन में किया जा सकता है। यदि उपयोग के समय विद्युत दरें उपलब्ध हों, तब भंडारण अधिक व्यय प्रभावी हो सकता है। ताप को थर्मल-इन्सुलेटेड बाड़े के अंदर उपस्थित उच्च घनत्व वाले सिरेमिक ईंटों में संग्रहित किया जाता है;[11] इसका उदाहरण भंडारण वाष्पक हैं| एएसएचपी को निष्क्रिय सौर तापन के साथ भी जोड़ा जा सकता है। निष्क्रिय सौर ताप द्वारा गरम किया गया थर्मल द्रव्यमान (जैसे कंक्रीट या चट्टानें) घर के अंदर के तापमान को स्थिर करने में सहायता कर सकता है, दिन के समय ऊष्मा को अवशोषित कर सकता है और रात में ऊष्मा छोड़ सकता है, जब बाहरी तापमान ठंडा होता है और ऊष्मा पंप की दक्षता कम होती है।
जब हवा में पर्याप्त नमी हो और बाहरी तापमान 0°C और 5°C (32°F से 41°F) के मध्य हो, तब कुछ इकाइयों का बाहरी भाग 'ठंडा' हो सकता है। यह बाहरी कॉइल में वायु प्रवाह को प्रतिबंधित करता है। ये इकाइयाँ डीफ़्रॉस्ट चक्र का उपयोग करती हैं, जहाँ प्रणाली बर्फ को पिघलाने के लिए घर से बाहरी कॉइल तक ऊष्मा को स्थानांतरित करने के लिए अस्थायी रूप से 'कूलिंग' मोड पर स्विच करता है। डीफ़्रॉस्ट चक्र ऊष्मा पंप की दक्षता को अधिक कम कर देता है, चूँकि नई प्रणालियाँ अधिक कुशल हैं और उन्हें कम डीफ़्रॉस्ट करने की आवश्यकता होती है। जैसे-जैसे तापमान शून्य से नीचे गिरता है, हवा में नमी कम होने के कारण बाहरी भाग में पाला पड़ने की प्रवृत्ति कम हो जाती है।
एएसएचपी-स्रोत ताप के साथ रेडिएटर/रेडियंट पैनल, गर्म जल बेसबोर्ड वाष्पक या यहां तक कि छोटे व्यास डक्टिंग का उपयोग करने वाले पारंपरिक हीटिंग प्रणाली को फिर से स्थापित करना कठिन है। निम्न ऊष्मा पंप आउटपुट तापमान का अर्थ होगा कि रेडिएटर्स का आकार बढ़ाना होगा या इसके स्थान पर कम तापमान वाला अंडरफ्लोर हीटिंग प्रणाली स्थापित करना होगा। वैकल्पिक रूप से उच्च तापमान ऊष्मा पंप स्थापित किया जा सकता है और उपस्थित ताप उत्सर्जकों को निरंतर रखा जा सकता है।
प्रौद्योगिकी
ऊष्मा पंप के इनडोर और आउटडोर कॉइल के माध्यम से शीतलन को पंप करके गर्म और ठण्डा करने की प्रक्रिया पूरी की जाती है। रेफ्रिजरेटर में ठंडे तरल और गर्म गैस अवस्थाओं के मध्य शीतलक की स्थिति को बदलने के लिए गैस कंप्रेसर, कंडेनसर ( ऊष्मा हस्तांतरण), एक्सपेंशन वाल्व (भाप इंजन) और इवैपोरेटर का उपयोग किया जाता है।
जब कम तापमान और कम दबाव पर तरल शीतलन बाहरी ऊष्मा एक्सचेंजर कॉइल से निकलता है, तब परिवेशी ऊष्मा के कारण तरल उबलने लगता है (गैस या वाष्प में बदल जाता है)। बाहरी हवा से ऊष्मा ऊर्जा को अवशोषित किया गया है और प्रशीतक में गुप्त ऊष्मा के रूप में संग्रहीत किया गया है। फिर गैस को विद्युत पंप का उपयोग करके संपीड़ित किया जाता है| जिससे संपीड़न से गैस का तापमान बढ़ जाता है।
भवन के अंदर, गैस दबाव वाल्व के माध्यम से ऊष्मा परिवर्तक कॉइल से होकर निकलती है। वहां, गर्म शीतलन गैस संघनित होकर वापस तरल में बदल जाती है और संग्रहीत गुप्त ऊष्मा को इनडोर वायु, गर्म जल प्रणाली में स्थानांतरित कर देती है। घर के अंदर की हवा या गर्म पानी को विद्युत पंप या पंखे (मैकेनिकल) द्वारा ऊष्मा परिवर्तक में पंप किया जाता है।
फिर ठंडा तरल शीतलक नया चक्र प्रारंभ करने के लिए आउटडोर ऊष्मा परिवर्तक कॉइल्स में फिर से प्रवेश करता है।
अधिकांश ऊष्मा पंप कूलिंग मोड में भी कार्य कर सकते हैं, जहां कमरे की हवा को ठंडा करने के लिए ठंडे शीतलक को इनडोर कॉइल के माध्यम से ले जाया जाता है।
दक्षता रेटिंग
वायु स्रोत ऊष्मा पंपों की दक्षता प्रदर्शन के गुणांक (सीओपी) द्वारा मापी जाती है। 4 सीओपी का अर्थ है कि ऊष्मा पंप प्रत्येक 1 यूनिट विद्युत की व्यय के लिए 4 यूनिट ताप ऊर्जा का उत्पादन करता है। -3 डिग्री सेल्सियस (27 डिग्री फारेनहाइट) से 10 डिग्री सेल्सियस (50 डिग्री फारेनहाइट) के तापमान रेंज के अंदर कई मशीनों के लिए सीओपी अधिक स्थिर है।
10 डिग्री सेल्सियस (50 डिग्री फ़ारेनहाइट) के बाहरी तापमान वाले शुष्क मौसम में वायु स्रोत ताप पंपों का सीओपी 4 से 6 तक होता है।।[12] चूँकि ठंडे सर्दियों के दिन में, दिन की तुलना में घर के अंदर समान मात्रा में ऊष्मा स्थानांतरित करने में अधिक कार्य होता है।[13] ऊष्मा पंप का प्रदर्शन कार्नोट चक्र द्वारा सीमित है और जैसे-जैसे आउटडोर-टू-इनडोर तापमान अंतर बढ़ता है, यह 1.0 तक पहुंच जाएगा, जो कि अधिकांश वायु स्रोत ऊष्मा पंपों के लिए बाहरी तापमान −18 °C (0 °F) के निकट आने पर होता है। ऊष्मा पंप निर्माण जो कार्बन डाइऑक्साइड को शीतलक के रूप में सक्षम बनाता है, उसका सीओपी 2 से अधिक हो सकता है, यहां तक कि -20 डिग्री सेल्सियस तक भी ब्रेक-ईवन आंकड़े −30 °C (−22 °F) को नीचे की ओर धकेल सकता है। . ग्राउंड सोर्स ऊष्मा पंप में बाहरी तापमान में बदलाव के कारण सीओपी में तुलनात्मक रूप से कम बदलाव होता है क्योंकि जिस स्थान से वे ऊष्मा निकालते हैं, उसका तापमान बाहरी हवा की तुलना में अधिक स्थिर होता है।
ऊष्मा पंप के डिज़ाइन का उसकी दक्षता पर अधिक प्रभाव पड़ता है। कई वायु स्रोत ऊष्मा पंप मुख्य रूप से एयर कंडीशनिंग इकाई के रूप में डिज़ाइन किए गए हैं, इसका उपयोग मुख्य रूप से ऊष्मा के तापमान के लिए किया जाता है। परिवर्तन के उद्देश्य से विशेष रूप से ऊष्मा पंप को डिजाइन करने से अधिक सीओपी और विस्तारित जीवन चक्र प्राप्त किया जा सकता है। प्रमुख परिवर्तन कंप्रेसर और वाष्पक के मापदंड और प्रकार में सम्मिलित हैं।
सीजनल समायोजित वाष्पक और शीतलन क्षमता क्रमशः एचएसपीएफ और ऊर्जा दक्षता अनुपात (एसईईआर) द्वारा दी जाती है।
खतरा और सावधानियां
- पारंपरिक वायु स्रोत ऊष्मा पंप बाहरी तापमान −10 °C (14 °F) में कमी होने के कारण अपनी क्षमता को नष्ट कर देते हैं- सीसी-एएसएचपी (ऊपर देखें) न्यूनतम तापमान −30 °C (−22 °F) में भी कुशलतापूर्वक कार्य कर सकते हैं| चूँकि वे गर्मी के मौसम में वायु स्रोत ऊष्मा पंपों को ठंडा करने में उतने कुशल नहीं हो सकते हैं। यदि ठंडी जलवायु में पारंपरिक वायु स्रोत ऊष्मा पंप का उपयोग किया जाता है, तब अत्यधिक ठंडे तापमान की स्थिति में या जब ऊष्मा पंप बिल्कुल भी कार्य करने के लिए बहुत ठंडा होता है, तब ऊष्मा पंप को कॉम्प्लीमेंट करने के लिए प्रणाली को ऊष्मा के सहायक स्रोत की आवश्यकता होती है।
- सहायक ताप/आपातकालीन ताप प्रणाली, उदाहरण के लिए भट्ठी, भी महत्वपूर्ण है| यदि ऊष्मा पंप खराब है या उसमे सुधार किया जा रहा है। ठंडी जलवायु में गैस, तेल या पेलेट ईंधन भट्टियों के समान स्प्लिट-प्रणाली ऊष्मा पंप बहुत ठंडे तापमान में भी कार्य करेंगे।
ध्वनि
वायु स्रोत ऊष्मा पंप के लिए बाहरी इकाई की आवश्यकता होती है, जिसमें पंखे सहित गतिशील यांत्रिक घटक होते हैं, जो ध्वनि उत्पन्न करते हैं। आधुनिक उपकरण कम पंखे की गति के साथ साइलेंट मोड ऑपरेशन के लिए शेड्यूल प्रदान करते हैं। इससे अधिकतम तापन शक्ति कम हो जाएगी किन्तु दक्षता में कमी के बिना इसे हल्के बाहरी तापमान पर प्रयुक्त किया जा सकता है। संवेदनशील निकटतम स्थिति में ध्वनि को कम करने के लिए ध्वनिक स्थान है। इन्सुलेटेड भवनों में तापमान में महत्वपूर्ण कमी के बिना रात में ऑपरेशन रोका जा सकता है। केवल कम तापमान पर ठंड से सुरक्षा कुछ घंटों के पश्चात ऑपरेशन को वाध्य करती है।
संयुक्त राज्य अमेरिका में आवासीय क्षेत्रों में स्वास्थ्य और कल्याण पर सभी प्रतिकूल प्रभावों से जनता को बचाने के लिए रात के समय अनुमत ध्वनि स्तर को 1974 में 55 ए-वेटेड डेसिबल (डीबीए) की औसत 24-घंटे की एक्सपोज़र सीमा (यू.एस. ईपीए 1974) के रूप में परिभाषित किया गया था। यह सीमा दिन-रात 24 घंटे का औसत ध्वनि स्तर (एलडीएन) है, जिसमें नींद में अवरोध के लिए 2200 से 0700 घंटे के मध्य रात के स्तर पर 10-डीबीए जुर्माना लगाया जाता है और दिन के स्तर पर कोई जुर्माना लगाया नहीं जाता है।[14] 10-डीबी(ए) जुर्माना अमेरिका में रात के समय अनुमत ध्वनि स्तर को 45 डीबी(ए) के बराबर बनाता है, जो की कुछ यूरोपीय देशों में स्वीकृत ध्वनि से अधिक है, किन्तु कुछ ऊष्मा पंपों द्वारा उत्पन्न ध्वनि से कम है।
2013 में यूरोपीय मानकीकरण समिति (सीईएन) ने ऊष्मा पंप आउटडोर इकाइयों के कारण होने वाले ध्वनि प्रदूषण से सुरक्षा के लिए मानकों पर कार्य प्रारंभ किया। जनवरी 2016 तक ध्वनि अवरोधों या ध्वनि संरक्षण के अन्य साधनों के लिए कोई मानक विकसित नहीं किया गया था।
वायु श्रोत ऊष्मा पंप (एएसएचपी) बाहरी ऊष्मा परिवर्तक की अन्य विशेषता हीटिंग मोड में बाहरी इकाई में जमा होने वाली ठंढ से छुटकारा पाने के लिए समय-समय पर कई मिनट की अवधि के लिए पंखे को रोकने की आवश्यकता होती है। उसके पश्चात, ऊष्मा पंप फिर से कार्य करना प्रारंभ कर देता है। कार्य चक्र के इस भाग के परिणामस्वरूप पंखे द्वारा उत्पन्न ध्वनि में दो अचानक परिवर्तन होते हैं। इस प्रकार के व्यवधान का ध्वनिक प्रभाव विशेष रूप से शांत वातावरण में शक्तिशाली होता है, जहां पृष्ठभूमि रात की ध्वनि 0 से 10dBA तक कम हो सकता है। यह फ्रांस के नियम में सम्मिलित है। ध्वनि उपद्रव की फ्रांसीसी अवधारणा के अनुसार, ध्वनि उद्भव परेशान करने वाले ध्वनि सहित परिवेशीय ध्वनि और परेशान करने वाले ध्वनि के बिना व्यापक ध्वनि के मध्य का अंतर है।[15][16]
ग्राउंड सोर्स ऊष्मा पंप को गतिशील यांत्रिक घटकों वाली बाहरी इकाई की कोई आवश्यकता नहीं होती है।
कम जलवायु प्रभाव वाले शीतलक विकल्प
आर-290 शीतलक (प्रोपेन) वाले उपकरणों के भविष्य में महत्वपूर्ण भूमिका प्रदान करते है। प्रोपेन की ग्लोबल वार्मिंग क्षमता (जीडब्ल्यूपी) पारंपरिक ऑर्गेनोफ्लोरिन रसायन #हाइड्रोफ्लोरोकार्बन रेफ़्रिजरेंट से लगभग 500 गुना कम है और इस प्रकार यह बहुत कम है। प्रोपेन की ज्वलनशीलता के कारण अतिरिक्त सुरक्षा उपायों की आवश्यकता होती है। इस स्थिति को कम शुल्क के साथ किया जा सकता है।[17] 2022 तक घरेलू उपयोग के लिए आर-290 वाले उपकरणों की बढ़ती संख्या प्रस्तुत की जाएगी, प्रमुख रूप से यूरोप में इसका प्रयोग किया जाता है। इस्नके निर्माताओं में एनरब्लू, एचकेजेड लज़ार, फीनिक्स, रेवरे, रोथ, स्केडेक, वैलेंट ग्रुप, वीसमैन और वुल्फ सम्मिलित हैं।
उसी स्थान पर एचएफसी शीतलक अभी भी बाजार में प्रमुख हैं। आधुनिक समय के सरकारीआदेशों में आर-22 रेफ्रिजरेंट को चरणबद्ध तरीके से बंद किया गया है। R-32 और R-410A जैसे प्रतिस्थापनों को पर्यावरण के अनुकूल के रूप में प्रचारित किया जा रहा है, लेकिन फिर भी इनका जीडब्लूपी उच्च है।।[18] ऊष्मा पंप सामान्यतः 3 किलो शीतलक का उपयोग करता है। आर-32 के साथ यह मात्रा वर्तमान में भी CO2 के 7 टन के बराबर 20 वर्ष का प्रभाव रखती है, जो औसत घर में 2 वर्ष के प्राकृतिक गैस तापन के अनुरूप है।
उच्च ओजोन रिक्तीकरण क्षमता (ओडीपी) वाले शीतलक को पहले ही चरणबद्ध प्रकार से बंद कर दिया गया है।
| शीतलक | 20 वर्ष की ग्लोबल वार्मिंग क्षमता (जीडब्ल्यूपी) | 100 वर्ष जीडब्ल्यूपी[19][20] |
|---|---|---|
| आर-290 प्रोपेन | 3.3 | |
| आर-32 | 2430 | 677 |
| आर-134ए | 3790 | 1550 |
विद्युत उपयोगिताओं पर प्रभाव
जबकि विद्युत प्रतिरोध हीटिंग के अतिरिक्त अन्य बैकअप प्रणाली वाले ऊष्मा पंपों को अधिकांशतः विद्युत उपयोगिताओं द्वारा प्रोत्साहित किया जाता है, इस प्रकार वायु स्रोत ऊष्मा पंप शीतकालीन-उच्च उपयोगिताओं के लिए चिंता का विषय हैं| यदि विद्युत प्रतिरोध हीटिंग को पूरक या प्रतिस्थापन ताप स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है| जब तापमान बिंदु से नीचे चला जाता है कि ऊष्मा पंप घर की सभी ताप आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है। यहां तक कि यदि कोई गैर- विद्युत बैकअप प्रणाली है, तब भी यह तथ्य कि बाहरी तापमान के साथ एएसएचपी की क्षमता कम हो जाती है, जो कि विद्युत उपयोगिताओं के लिए चिंता का विषय है। दक्षता में कमी का अर्थ है कि तापमान में कमी के साथ ही उनका विद्युत भार तेजी से बढ़ जाता है।
कनाडा के युकोन क्षेत्र में अध्ययन, जहां अधिकतम क्षमता के लिए डीजल जनरेटर का उपयोग किया जाता है, ने नोट किया कि यदि एएसएचपी के उपयोग के कारण बढ़ी हुई विद्युत मांग उपलब्ध जल विद्युत क्षमता से अधिक हो जाती है, तब वायु स्रोत ऊष्मा पंपों को व्यापक रूप से ग्रहण करने से डीजल की व्यय में वृद्धि हो सकती है।[21] उन चिंताओं के पश्चात् भी अध्ययन ने निष्कर्ष निकाला कि एएसएचपी युकोन में निवास करने वाले व्यक्तियों के लिए व्यय प्रभावी हीटिंग विकल्प है। चूंकि ग्रिड को विद्युत की आपूर्ति करने के लिए एयर फार्मों का तेजी से उपयोग किया जा रहा है, जो कि सर्दियों में बढ़ा हुआ भार एयर टरबाइनों से बढ़े हुए सर्दियों के उत्पादन के समान है और शांत दिनों के परिणामस्वरूप हवा का तापमान कम होने पर भी अधिकांश घरों में ताप भार कम हो जाता है।
संदर्भ
- ↑ Le, Khoa; Huang, M.J.; Hewitt, Neil (2018). "Domestic High Temperature Air Source Heat Pump: Performance Analysis Using TRNSYS Simulations". International High Performance Buildings Conference. West Lafayette, IN, USA: 5th International High Performance Buildings Conference at Purdue University: 1. Retrieved 20 February 2022.
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- ↑ "मित्सुबिशी जुबा शीत जलवायु वायु स्रोत ताप पंप". Encore Heating and Cooling, Kanata, Ontario. Archived from the original on 21 October 2014. Retrieved 15 October 2014.
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जुबा-सेंट्रल's COP ranges from 1.4 to 3.19
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- ↑ "हिल ने न्याय का नवप्रवर्तन किया "शोर उपद्रव के स्वीकार्य स्तर का निर्धारण कैसे करें (फ्रांस)". Archived from the original on 12 February 2017. Retrieved 25 January 2016.
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- ↑ IPCC AR5 WG1 Ch8 2013, p. 714;731–737
- ↑ ARB 2022
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स्रोत
आईपीसीसी सूची
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- Myhre, G.; Shindell, D.; Bréon, F.-M.; Collins, W.; et al. (2013). "Chapter 8: Anthropogenic and Natural Radiative Forcing" (PDF). जलवायु परिवर्तन 2013: भौतिक विज्ञान आधार. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. pp. 659–740.
अन्य
- "उच्च GWP रेफ्रिजरेंट". California Air Resources Board. Retrieved 13 February 2022.
अग्रिम पठन
- Summer, John A. (1976). Domestic Heat Pumps. PRISM Press. ISBN 0-904727-10-6.
