これは、外部エネルギー源の助けを借りて、あまり熱くない 1 つまたは複数の場所から同時に沸騰している場所に熱を移動させる機械です。エネルギーは、自然に起こることとは反対の方向に移動します。ヒート ポンプは、冷たい空間から熱を奪い、別の暖かい空間に熱を与えることによってこれを行います。暖房と冷房に関して言えば、ヒートポンプはその機能が非常に優れており、稼働にかかる費用を削減できます。このプロセスでは「熱」を保存することはできません。これを行うには、電気などの他の多くのエネルギーが必要だからです。ヒートポンプは、熱を作るために燃料を燃やす必要がないため、非常にうまく機能します。また、熱を発生させるためにエネルギーを燃やす必要がないため、さまざまな業界で温室効果ガスの排出量を削減するのにも役立ちます。ヒート ポンプはエアコンや冷凍庫で使用されますが、加熱や冷却にも使用できます。
作業中
冷媒と呼ばれる、温めたり冷やしたりする液体があります。冷媒を使用する場合、すべての液体よりも沸点が低いため、加熱する必要があるのは室温の液体だけです。血圧はチューブ内の圧力を変えることで変えることができます。冷たくてガス状の冷媒は、低温でパイプを流れます。冷媒は、熱の移動と伝達を担当します。
蒸発器は、外界から、または熱くなる室温の液体から熱くなります。浅い温度でも沸騰して蒸発します。ここで出番です。空気または液体から熱を奪って低圧の蒸気を作ります。冷媒が液体から気体に変化すると、煙がこの熱を吸収します。その後、冷媒は暖かいガスです。冷媒が液体を温めるのに十分なほど熱くないため、コンプレッサーが作動します。
ヒートポンプの分類
空対空
- 冷暖房:AC、冷凍庫
- 衣類、農産物、乾燥剤などの乾燥
空から水へ
- 冷暖房:AC、冷凍庫
- 農産物の乾燥、乾燥剤の再生を利用して潜在的な冷却負荷を処理するなど
水から水へ
- コールド ユーティリティ:快適な空調、生鮮食品の予冷、化学、製薬、食品産業におけるプロセス流体の直接冷却
- 農産物の乾燥、使用可能な乾燥剤の再生、潜在的な冷却負荷の処理などがその例です。
水から空気へ
- コールド ユーティリティ:快適な空調、生鮮食品の予冷、化学、製薬、食品産業におけるプロセス流体の直接冷却
- ホット ユーティリティ:部屋の空気の暖房、洗濯物の乾燥、農業用品、乾燥剤の再生
加熱と冷却が蒸発器と凝縮器で同時に行われる場合があります。コールドまたはホットユーティリティの同時生産が可能になりました。他の方法でヒート ポンプを使用することもできます。
ヒートポンプのさまざまな用途
ヒートポンプは、多くの市場および産業分野で使用されています。以下に、その用途のいくつかを示します。
市場への応用:
レストラン、ホテル、スパ、病院など
HVAC および飲料水冷却
入浴、衛生など
産業用アプリケーション:
製薬、繊維、食品加工、冷蔵、自動車
AC、プロセス冷却、飲料水冷却
プロセス加熱、ボイラー給水加熱、乾燥、液体乾燥剤
ヒートポンプの工学的応用
高い信頼性、操作のシンプルさ、およびメンテナンスの容易さを確保すると同時に、エネルギー効率を高め、運用コストを削減する必要があります。システムは、低コストまたは迅速な投資回収が必要です。水から水へのヒートポンプは、ヴァリアの Godrej Industries Limited での産業訓練中に利用されました。コンパクトで使いやすく、維持管理されたヒートポンプが使用されました。すべてのヒート ポンプが適切に動作していると仮定すると、1 か月あたり約 2,70,000 を節約するために、Godrej の投資回収期間は約 1.5 年でした。
ヒート ポンプを構築するときは、次の点を考慮してください。
1) パイプラインの長さは過度であってはなりません。パイプを介して熱が漏れます。
2) 水速
3) 放射速度
4) 水質
5) ウェット素材の選択
ヒートポンプの課題
- ヒート ポンプの設置には費用がかかります。投資回収期間は、目的にもよりますが、一般的に1.5年から2年です。時間の経過とともにお金を節約できます。
- 寒冷地ではヒート ポンプの性能が低下します。長期にわたる露出は、システムの損傷と効率の低下を引き起こします。
- 動作するための安定した電源が必要です。
- ヒート ポンプが損傷した場合は、設置業者が必要です。
ヒートポンプの応用例
- ヒート ポンプを備えた蒸留プラントが、ヒート ポンプを備えていないプラントよりも優れていることを示しています。
- リボイラーとコンデンサーは、使用可能なヒートポンプを備えた蒸留プラント内で連結されています。
- これは、通常は失われるコラム ヘッドからのエネルギーを捕捉して保存することによって行われます。次に、ヒート ポンプが電力をリボイラーに移動し、そこで蒸気が凝縮されます。
- 多くの熱を使用する蒸留装置と比較して、このプロセスは少量のエネルギーしか必要としません。さらに、蒸気で加熱したり、大量の水で冷やしたりする必要はありません。
- このようにして、コンデンサーとリボイラーの仕事が削減され、多くの電力が節約されます。
結論
エネルギーは生命にとって不可欠です。それがなければ、多くの人が寒くて空腹になるでしょう。現在、石油、石炭、および天然ガスは、ほとんどの先進国および発展途上国で使用される 3 つの主要な化石燃料です。世界中の人々は年を取り続けています。世界の人口が増加し、化石燃料が枯渇する中、化石燃料のみを使用してポイントを変更するだけでは、世界のエネルギーを提供できない可能性があります。化石燃料を使用せずにエネルギーを変換する方法は数多くあり、それらの多くは使用されていますが、その可能性を十分に発揮できていません。
