زبان
در سال 2024 ،پمپ حرارتیفناوری به طور رسمی به عنوان یکی از "10 فناوری پیشرفته موفقیت آمیز" توسط MIT Technology Review انتخاب شد. این شناخت توجه گسترده ای را به پمپ های حرارتی جلب کرده است و بسیاری از آنها را به تعجب می اندازد که چه چیزی این فناوری را بسیار قابل توجه می کند.
در هسته آن ، یک پمپ حرارتی یک وسیله انرژی - کارآمد است که توسط انرژی درجه بالا (معمولاً برق یا انرژی گرما) رانده می شود ، گرما را از یک منبع گرمای درجه پایین (مانند هوا ، آب یا خاک) به منبع گرمای درجه بالا منتقل می کند. این خدمات گرمایش ، سرمایش و آبرسانی گرم را برای کاربردهای مسکونی ، تجاری و صنعتی و کشاورزی فراهم می کند.
اصل اساسی گرمایش پمپ حرارتی بر اساس چرخه معکوس کارنو است. دمای بالا و فشار زیاد - بخار که از کمپرسور تخلیه می شود وارد کندانسور می شود. در اینجا ، بخار مبرد گرما را به منبع گرمای درجه حرارت بالا آزاد می کند و به مبرد مایع (مایع سازی) متراکم می شود. سپس محیط کار مایع از طریق دستگاه دریچه گاز عبور می کند ، که فشار آن را کاهش می دهد و قبل از ورود به اواپراتور آن را گسترش می دهد. در تبخیر کننده ، مبرد مخلوط مایع - مایع گرما را از منبع حرارتی درجه حرارت کم (مانند هوا ، آب یا خاک) جذب می کند و برای تشکیل بخار (تبخیر) تبخیر می شود. سپس بخار مبرد توسط کمپرسور برای تکمیل یک چرخه دوباره استنشاق می شود و به طور مداوم انرژی گرما تولید می کند. با این کار ، گرما را از هوای کم دمای دمای هوا ، آب یا خاک به کاربران با دمای بالاتر "پمپ می کند" ، بنابراین نام "پمپ حرارتی" را بدست می آورد.
یکی از مهمترین دلایل حضور در پمپ های حرارتی در این لیست ، ویژگی های برجسته انرژی - صرفه جویی و محیطی - محافظت از آنها است. پمپ های حرارتی دستگاه های تولید کننده نیستند بلکه حمل و نقل گرما هستند. آنها مقدار کمی از برق را برای انتقال گرما از محیط کم درجه حرارت به دمای بالا مصرف می کنند. ضریب عملکرد (COP) پمپ های حرارتی می تواند در بعضی موارد به 300 ٪ - 400 ٪ یا حتی بالاتر برسد. این بدان معناست که برای هر واحد برق مصرف شده ، یک پمپ حرارتی می تواند سه تا چهار برابر یا بیشتر انرژی گرما را منتقل کند ، که بسیار کارآمدتر از دستگاه های گرمایش الکتریکی سنتی مانند بخاری های برقی است.
از نظر حفاظت از محیط زیست ، بیشتر روشهای سنتی گرمایشی به سوخت های فسیلی مانند زغال سنگ و گاز طبیعی متکی هستند که مقدار زیادی از گازهای گلخانه ای را در حین احتراق آزاد می کنند و به تغییرات آب و هوایی کمک می کنند. در مقابل ، هنگامی که پمپ های حرارتی از منابع انرژی تجدید پذیر مانند انرژی خورشیدی یا باد تغذیه می شوند ، می توانند انتشار کربن را به میزان قابل توجهی کاهش دهند. به عنوان مثال ، اگر بیشتر ساختمانها از سیستم های گرم شده طبیعی - گاز به پمپ های حرارتی برقی که روی انرژی تجدید پذیر کار می کنند تغییر می یابد ، می تواند به خانه ها ، دفاتر و امکانات تولیدی کمک کند تا انتشار آنها را به طرز چشمگیری کاهش دهد. طبق پیش بینی های خوش بینانه ، تا سال 2030 ، پمپ های حرارتی پتانسیل کاهش انتشار جهانی 500 میلیون تن دارند که معادل گرفتن تمام اتومبیل ها در اروپا از جاده ها است.
پمپ های حرارتی دامنه کاربرد گسترده ای دارند که یکی دیگر از عوامل اصلی در انتخاب آنها است. در بخش ساختمان از آنها برای گرمایش ، سرمایش ، رطوبت سازی و آبرسانی گرم استفاده می شود. در مناطق سردتر ، پمپ های حرارتی منبع هوا می توانند هوای گرم را در زمستان فراهم کنند ، در حالی که در تابستان می توانند به صورت معکوس کار کنند تا محیط داخلی را خنک کنند و نیاز به سیستم های گرمایشی و سرمایشی جداگانه را جایگزین کنند. در زمینه کشاورزی ، پمپ های حرارتی در فرآیندهای خشک کردن و کنترل محیط زیست استفاده می شود که به بهبود ساختار اقتصادی روستایی کمک می کند. به عنوان مثال ، در خشک شدن محصولات کشاورزی مانند غلات و میوه ها ، پمپ های حرارتی می توانند از خشک شدن یکنواخت و عملکرد صرفه جویی در مصرف انرژی اطمینان حاصل کنند.
در تولید صنعتی ، از پمپ های حرارتی با درجه حرارت بالا در صنایع مختلف مانند صنایع پتروشیمی ، پالپ ، سرامیک ، چاپ و نساجی استفاده می شود. آنها می توانند نیازهای فرآیند درجه حرارت بالا را در این صنایع ، از جمله فراهم آوردن گرما برای تولید بخار در فرآوری مواد غذایی و ساخت کاغذ ، برآورده کنند و فرآیند تولید صنعتی را تمیزتر کنند. علاوه بر این ، پمپ های حرارتی نیز در فناوری آب شیرین کن آب پیشرفته پیشرفت کرده اند و به حل مشکل کمبود آب شیرین در برخی از مناطق ساحلی کمک می کنند.
پمپ های حرارتی نیز به دلیل نوآوری مداوم فن آوری و روندهای امیدوارکننده توسعه شناخته می شوند. در آینده ، فناوری پمپ حرارتی بر بهبود بهره وری انرژی ، کاهش هزینه ها و افزایش پایداری متمرکز خواهد شد. سیستم های جدید پمپ حرارتی ، مواد انتقال پیشرفته - مواد انتقال و طرح های بهینه شده مورد بررسی قرار می گیرند. به عنوان مثال ، برخی از تحقیقات در مورد استفاده از انواع جدید مبرد که سازگار با محیط زیست هستند و از نظر گرمای بهتری دارند ، انجام می شود.
با توسعه اینترنت اشیاء (IoT) و هوش مصنوعی (AI) ، هوش محصولات پمپ حرارتی به یک روند تبدیل می شود. فن آوری های کنترل هوشمند و نظارت از راه دور ، مدیریت هوشمند و عملکرد بهینه شده سیستم های پمپ حرارتی را امکان پذیر می کنند. صاحبان خانه می توانند حالت عملکرد پمپ حرارتی را از طریق برنامه های تلفن همراه تنظیم کنند و سیستم می تواند به طور خودکار پارامترها را با توجه به محیط داخلی و خارجی تنظیم کند و به جلوه های بهتر - پس انداز ، برسد.
علاوه بر این ، فناوری پمپ حرارتی به سمت استفاده متنوع انرژی حرکت می کند. ترکیب انرژی خورشیدی ، انرژی زمین گرمایی و سایر منابع انرژی تجدید پذیر با پمپ های حرارتی می تواند به استفاده مشترک از منابع انرژی متعدد ، بهبود بیشتر بهره وری انرژی و کاهش وابستگی به منابع انرژی سنتی دست یابد.
در پایان ،پمپ های حرارتیبه عنوان یکی از "10 فناوری پیشرفته موفقیت آمیز" در سال 2024 به دلیل اصل کار منحصر به فرد ، انرژی قابل توجه - صرفه جویی و حفاظت از محیط زیست - حفاظت ، زمینه های کاربرد گسترده و نوآوری مداوم فناوری انتخاب شدند. با افزایش تقاضای جهانی برای انرژی - صرفه جویی و کم کربن ، پمپ های حرارتی نقش مهمی در آینده دارند و راه حل های انرژی کارآمدتر و پایدار را برای صنایع مختلف و زندگی روزمره ما به ارمغان می آورند.
Teams
