پمپ ها( مهندس میکائیل فراتی)

پمپ ها

پمپ حرارتی زمین‌گرمایی یا پمپ حرارتی منبع زمین (SHP) سامانه‌ای گرمایش یا سرمایش محور است که گرما را به زمین یا از زمین منتقل می‌کند. این سیستم از کرهٔ زمین بعنوان یک منبع گرمازا (در زمستان) یا گرمازدا (در تابستان) بهره می‌گیرد.

این طرح از دمای هوای معتدل درزمین جهت افزایش بهره‌وری و کاهش مخارج عملیاتی سیستم‌های گرمایشی وسرمایشی کمک گرفته وقادراست با گرمای خورشیدی ترکیب شده تا سیستمی خورشیدی- زمینی را حتی با بهره‌وری بیشتر تشکیل دهد. پمپ‌های حرارتی منبع زمینی همچنین بعنوان پمپ‌های حرارتی ژئوترمال نیز شناخته می‌شوند، اگرچه دقیقاً گرما نه تنها از کرهٔ زمین بلکه از خورشید گرفته می‌شود. سیستم‌های مذکور بانام‌های دیگری نظیر سیستم مبادلهٔ زمینی، سیستم متصل به کرهٔ زمین، سیستم انرژی کرهٔ زمین شناخته می‌شوند. جوامع علمی و مهندسی اصطلاح سیستم مبادلهٔ زمینی یا پمپ‌های حرارتی منبع راترجیح می‌دهند به این دلیل که مانع ایجاد سؤتعبیر و اشتباه گرفتن با نیروی ژئوترمال سنتی، که دمای بالای منبع حرارتی به منظور ایجاد نیروی الکتریسیته را مورد استفاده قرار می‌دهد، می‌شود. پمپ‌های حرارتی منبع زمین گرمای جذب شده درسطح کرهٔ زمین را ازانرژی خورشیدی بدست می‌آودند. دمای زمین زیر۶متر به سختی با میانگین دمای سالیانه عرض جغرافیایی مربوط به سطح یکسان است. با اتکا به عرض جغرافیایی دمای هوا بالای ۶ مترازسطح کرهٔ زمین دمای تقریباً پایدار وثابتی رابین ۱۰ تا ۱۶ درجهٔ سانتی گراد نگه می‌دارد، اگرکه دمای هوا بخاطر وجود پمپ حرارتی بدون تغییرباقی بماند. مانند یک یخچال یا سیستم تهویهٔ هوا، این سیستم‌ها ازیک پمپ حرارتی استفاده می‌کنند تا به انتقال گرما از زمین کمک کنند. پمپ‌های حرارتی قادرند گرما را ازیک فضای سرد به یک فضای گرم، در مقابل جهت طبیعی جریان هوا، انتقال دهند ویا نیز قادرند جریان طبیعی گرما را ازیک مکان گرم به یک مکان سرد افزایش دهند. مرکزپمپ حرارتی یک حلقهٔ سردساز که ازیک چرخهٔ خنک‌کنندگی هم فشارش (تراکم) بخار، که حرارت راجابجا می‌کند، می‌باشد.

پمپ‌های حرارتی منبع هوایی نیز در ایجاد گرما نسبت به گرمایش برقی یاالکتریکی، حتی زمانی که گرما را از هوای سرد زمستانی بیرون می‌کشند، کارآمدتر هستند. یک پمپ حرارتی منبع زمینی گرما رابا زمین مبادله می‌کند. این بیشتر یک انرژی کارآمد (به نفع انرژی) است زیرا دمای زیرزمین نسبت به دمای هوا درطول کل سال پایدارتراست. درنتیجه نوسانات فصلی عمیقاً کاهش می‌یابد. همانند یک غار یا اشکفت، دمای زمین درقسمتهای کم عمق وسطحی درطول زمستان گرمتر از هوای قسمتهای بالا و نیز سردتر از هوای تابستانی است. یک پمپ حرارتی منبع زمینی گرمای زمین را در فصل زمستان (جهت گرمایش) استخراج می‌کند، دما را دوباره به سمت زمین درتابستان (جهت سرمایش) انتقال می‌دهد.

بعضی سیستم‌های طراحی شده فقط به یکی از این اهداف با توجه به وضعیت آب و هوامورداستفاده قرارمی گیرند یعنی یا سرمایش ویا گرمایش. سیستم‌های پمپ ژئوترمال به ضریب عملکرد بالا(COP) ۳ تا ۶، درسردترین شب‌های زمستان درمقایسه با ۲٫۵–۱٫۷۵ برای پمپ‌های حرارتی منبع هوایی در روزهای خنک می‌رسند. پمپ‌های حرارتی منبع زمینی (GSHPS) دارای بیشترین تکنولوژی کارآمد انرژی جهت ایجاد HVAC وگرمایش آب هستند. هزینه‌های سازمانی این سیستم‌ها نسبت به سیستم‌های سنتی و رایج بیشتر است اما این تفاوت برمی گردد به ذخیرهٔ انرژی بین ۳ تا ۱۰سال وحتی مدت زمان کمتری دربخش فدرال، ایالات واعتبارات مالیاتی خدمات رفاهی. سیستم‌های پمپ حرارتی ژئوترمال توسط سازندگان گارانتی می‌شوند و عمر کاری آنها حدود ۲۵سال برای اجزای داخلی وبیش از۵۰ سال برای حلقه‌های تعبیه شده درزمین برآورد می‌شود. همانطورکه درسال ۲۰۰۴ اتفاق افتاد، بالغ بریک میلیون واحد درسرتاسر جهان که GW۱۲ ظرفیت گرمایی وحرارتی ایجاد می‌کنند با رشد سالیانه حدود ۱۰٪، نصب شده‌است.