ತಾಪನ ಮತ್ತು ತಂಪಾಗಿಸುವ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ, ಶಾಖ ಪಂಪ್ಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಮತ್ತು ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿ ಪರಿಹಾರವಾಗಿ ಹೊರಹೊಮ್ಮಿವೆ. ವಸತಿ, ವಾಣಿಜ್ಯ ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಸೆಟ್ಟಿಂಗ್ಗಳಲ್ಲಿ ತಾಪನ ಮತ್ತು ತಂಪಾಗಿಸುವ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ಅವುಗಳನ್ನು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಶಾಖ ಪಂಪ್ಗಳ ಮೌಲ್ಯ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು, ಅವುಗಳ ಕಾರ್ಯ ತತ್ವಗಳು ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಗುಣಾಂಕ (COP) ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸುವುದು ಅತ್ಯಗತ್ಯ.
ಶಾಖ ಪಂಪ್ಗಳ ಕೆಲಸದ ತತ್ವಗಳು
ಮೂಲ ಪರಿಕಲ್ಪನೆ
ಶಾಖ ಪಂಪ್ ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ಒಂದು ಸ್ಥಳದಿಂದ ಮತ್ತೊಂದು ಸ್ಥಳಕ್ಕೆ ಶಾಖವನ್ನು ವರ್ಗಾಯಿಸುವ ಸಾಧನವಾಗಿದೆ. ದಹನ ಅಥವಾ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರತಿರೋಧದ ಮೂಲಕ ಶಾಖವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ತಾಪನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ, ಶಾಖ ಪಂಪ್ಗಳು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಶಾಖವನ್ನು ತಂಪಾದ ಪ್ರದೇಶದಿಂದ ಬೆಚ್ಚಗಿನ ಸ್ಥಳಕ್ಕೆ ಸ್ಥಳಾಂತರಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ರೆಫ್ರಿಜರೇಟರ್ ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಹೋಲುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ರೆಫ್ರಿಜರೇಟರ್ ಅದರ ಒಳಭಾಗದಿಂದ ಶಾಖವನ್ನು ಹೊರತೆಗೆದು ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಪರಿಸರಕ್ಕೆ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಶಾಖ ಪಂಪ್ ಹೊರಗಿನ ಪರಿಸರದಿಂದ ಶಾಖವನ್ನು ಹೊರತೆಗೆದು ಒಳಾಂಗಣದಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
ಶೈತ್ಯೀಕರಣ ಚಕ್ರ
ಶಾಖ ಪಂಪ್ನ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯು ಶೈತ್ಯೀಕರಣ ಚಕ್ರವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ, ಇದು ನಾಲ್ಕು ಪ್ರಮುಖ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ: ಬಾಷ್ಪೀಕರಣಕಾರಕ, ಸಂಕೋಚಕ, ಕಂಡೆನ್ಸರ್ ಮತ್ತು ವಿಸ್ತರಣಾ ಕವಾಟ. ಈ ಘಟಕಗಳು ಹೇಗೆ ಒಟ್ಟಿಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದರ ಹಂತ-ಹಂತದ ವಿವರಣೆ ಇಲ್ಲಿದೆ:
- ಬಾಷ್ಪೀಕರಣ ಯಂತ್ರ: ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ತಂಪಾದ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ (ಉದಾ, ಮನೆಯ ಹೊರಗೆ) ಇರುವ ಬಾಷ್ಪೀಕರಣಕಾರಕದಿಂದ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುತ್ತದೆ. ಕಡಿಮೆ ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದುವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತುವಾದ ಶೈತ್ಯೀಕರಣವು ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಗಾಳಿ ಅಥವಾ ನೆಲದಿಂದ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಇದು ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಾಗ, ಶೈತ್ಯೀಕರಣವು ದ್ರವದಿಂದ ಅನಿಲಕ್ಕೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಹಂತದ ಬದಲಾವಣೆಯು ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಶೈತ್ಯೀಕರಣವು ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಾಖವನ್ನು ಸಾಗಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.
- ಸಂಕೋಚಕ: ಅನಿಲರೂಪದ ಶೀತಕವು ನಂತರ ಸಂಕೋಚಕಕ್ಕೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ. ಸಂಕೋಚಕವು ಶೀತಕದ ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಸಂಕುಚಿತಗೊಳಿಸುವ ಮೂಲಕ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಹಂತವು ಅತ್ಯಗತ್ಯ ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಶೀತಕದ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಅಪೇಕ್ಷಿತ ಒಳಾಂಗಣ ತಾಪಮಾನಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಟ್ಟಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದ, ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಶೀತಕವು ಈಗ ತನ್ನ ಶಾಖವನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಲು ಸಿದ್ಧವಾಗಿದೆ.
- ಕಂಡೆನ್ಸರ್: ಮುಂದಿನ ಹಂತವು ಕಂಡೆನ್ಸರ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಬೆಚ್ಚಗಿನ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿದೆ (ಉದಾ, ಮನೆಯ ಒಳಗೆ). ಇಲ್ಲಿ, ಬಿಸಿಯಾದ, ಅಧಿಕ ಒತ್ತಡದ ಶೈತ್ಯೀಕರಣವು ತನ್ನ ಶಾಖವನ್ನು ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಗಾಳಿ ಅಥವಾ ನೀರಿಗೆ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಶೈತ್ಯೀಕರಣವು ಶಾಖವನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಿದಂತೆ, ಅದು ತಣ್ಣಗಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅನಿಲದಿಂದ ದ್ರವಕ್ಕೆ ಹಿಂತಿರುಗುತ್ತದೆ. ಈ ಹಂತದ ಬದಲಾವಣೆಯು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಾಖವನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಒಳಾಂಗಣ ಜಾಗವನ್ನು ಬಿಸಿಮಾಡಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
- ವಿಸ್ತರಣೆ ಕವಾಟ: ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ದ್ರವ ಶೀತಕವು ವಿಸ್ತರಣಾ ಕವಾಟದ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಅದರ ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಈ ಹಂತವು ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಮತ್ತೆ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲು ಶೀತಕವನ್ನು ಸಿದ್ಧಪಡಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಚಕ್ರವು ಪುನರಾವರ್ತನೆಯಾಗುತ್ತದೆ.
ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಗುಣಾಂಕ (COP)
ವ್ಯಾಖ್ಯಾನ
ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಗುಣಾಂಕ (COP) ಎಂಬುದು ಶಾಖ ಪಂಪ್ನ ದಕ್ಷತೆಯ ಅಳತೆಯಾಗಿದೆ. ಇದನ್ನು ವಿತರಿಸಿದ ಶಾಖದ (ಅಥವಾ ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾದ) ಪ್ರಮಾಣದ ಮತ್ತು ಸೇವಿಸುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯ ಪ್ರಮಾಣಕ್ಕೆ ಅನುಪಾತ ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸರಳವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಶಾಖ ಪಂಪ್ ಬಳಸುವ ಪ್ರತಿ ಯೂನಿಟ್ ವಿದ್ಯುತ್ಗೆ ಎಷ್ಟು ಶಾಖವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ಇದು ನಮಗೆ ತಿಳಿಸುತ್ತದೆ.
ಗಣಿತದ ಪ್ರಕಾರ, COP ಅನ್ನು ಹೀಗೆ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ:
COP=ಬಳಸಿದ ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿ (W)ವಿತರಿಸಿದ ಶಾಖ (Q)
ಒಂದು ಶಾಖ ಪಂಪ್ 5.0 ರ COP (ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಗುಣಾಂಕ) ಹೊಂದಿರುವಾಗ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ವಿದ್ಯುತ್ ತಾಪನಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಅದು ವಿದ್ಯುತ್ ಬಿಲ್ಗಳನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ವಿವರವಾದ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ಮತ್ತು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಇಲ್ಲಿದೆ:
ಶಕ್ತಿ ದಕ್ಷತೆಯ ಹೋಲಿಕೆ
ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ವಿದ್ಯುತ್ ತಾಪನವು 1.0 COP ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಅಂದರೆ ಪ್ರತಿ 1 kWh ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆಗೆ 1 ಯೂನಿಟ್ ಶಾಖವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, 5.0 COP ಹೊಂದಿರುವ ಶಾಖ ಪಂಪ್ ಪ್ರತಿ 1 kWh ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆಗೆ 5 ಯೂನಿಟ್ ಶಾಖವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ವಿದ್ಯುತ್ ತಾಪನಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿದೆ.
ವಿದ್ಯುತ್ ವೆಚ್ಚ ಉಳಿತಾಯ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ
100 ಯೂನಿಟ್ ಶಾಖವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಅಗತ್ಯವನ್ನು ಊಹಿಸಿ:
- ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ವಿದ್ಯುತ್ ತಾಪನ: 100 kWh ವಿದ್ಯುತ್ ಅಗತ್ಯವಿದೆ.
- 5.0 COP ಹೊಂದಿರುವ ಶಾಖ ಪಂಪ್: ಕೇವಲ 20 kWh ವಿದ್ಯುತ್ ಅಗತ್ಯವಿದೆ (100 ಯೂನಿಟ್ ಶಾಖ ÷ 5.0).
ವಿದ್ಯುತ್ ಬೆಲೆ ಪ್ರತಿ kWh ಗೆ 0.5€ ಆಗಿದ್ದರೆ:
- ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ವಿದ್ಯುತ್ ತಾಪನ: ವಿದ್ಯುತ್ ವೆಚ್ಚ 50€ (100 kWh × 0.5€/kWh).
- 5.0 COP ಹೊಂದಿರುವ ಶಾಖ ಪಂಪ್: ವಿದ್ಯುತ್ ವೆಚ್ಚ 10€ (20 kWh × 0.5€/kWh).
ಉಳಿತಾಯ ಅನುಪಾತ
ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ವಿದ್ಯುತ್ ತಾಪನಕ್ಕೆ ((50 - 10) ÷ 50 = 80%) ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಶಾಖ ಪಂಪ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಿಲ್ಗಳಲ್ಲಿ 80% ಉಳಿಸಬಹುದು.
ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಉದಾಹರಣೆ
ದೇಶೀಯ ಬಿಸಿನೀರಿನ ಪೂರೈಕೆಯಂತಹ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ, ಪ್ರತಿದಿನ 200 ಲೀಟರ್ ನೀರನ್ನು 15°C ನಿಂದ 55°C ವರೆಗೆ ಬಿಸಿ ಮಾಡಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಊಹಿಸಿ:
- ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ವಿದ್ಯುತ್ ತಾಪನ: ಸರಿಸುಮಾರು 38.77 kWh ವಿದ್ಯುತ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ (90% ಉಷ್ಣ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಊಹಿಸಿದರೆ).
- 5.0 COP ಹೊಂದಿರುವ ಶಾಖ ಪಂಪ್: ಸರಿಸುಮಾರು 7.75 kWh ವಿದ್ಯುತ್ (38.77 kWh ÷ 5.0) ಬಳಸುತ್ತದೆ.
ಪ್ರತಿ kWh ಗೆ 0.5€ ವಿದ್ಯುತ್ ಬೆಲೆಯಲ್ಲಿ:
- ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ವಿದ್ಯುತ್ ತಾಪನ: ದೈನಂದಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ವೆಚ್ಚ ಸುಮಾರು 19.39€ (38.77 kWh × 0.5€/kWh).
- 5.0 COP ಹೊಂದಿರುವ ಶಾಖ ಪಂಪ್: ದೈನಂದಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ವೆಚ್ಚ ಸುಮಾರು 3.88€ (7.75 kWh × 0.5€/kWh).
ಸರಾಸರಿ ಮನೆಗಳಿಗೆ ಅಂದಾಜು ಉಳಿತಾಯ: ಶಾಖ ಪಂಪ್ಗಳು vs. ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅನಿಲ ತಾಪನ
ಉದ್ಯಮ-ವ್ಯಾಪಿ ಅಂದಾಜುಗಳು ಮತ್ತು ಯುರೋಪಿಯನ್ ಇಂಧನ ಬೆಲೆ ಪ್ರವೃತ್ತಿಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ:
| ಐಟಂ | ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅನಿಲ ತಾಪನ | ಹೀಟ್ ಪಂಪ್ ಹೀಟಿಂಗ್ | ಅಂದಾಜು ವಾರ್ಷಿಕ ವ್ಯತ್ಯಾಸ |
| ಸರಾಸರಿ ವಾರ್ಷಿಕ ಇಂಧನ ವೆಚ್ಚ | €1,200–€1,500 | €600–€900 | ಅಂದಾಜು €300–€900 ಉಳಿತಾಯ |
| CO₂ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಗಳು (ಟನ್ಗಳು/ವರ್ಷ) | 3–5 ಟನ್ಗಳು | ೧–೨ ಟನ್ಗಳು | ಸುಮಾರು 2–3 ಟನ್ಗಳಷ್ಟು ಕಡಿತ |
ಸೂಚನೆ:ನಿಜವಾದ ಉಳಿತಾಯವು ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಮತ್ತು ಅನಿಲ ಬೆಲೆಗಳು, ಕಟ್ಟಡ ನಿರೋಧನ ಗುಣಮಟ್ಟ ಮತ್ತು ಶಾಖ ಪಂಪ್ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಜರ್ಮನಿ, ಫ್ರಾನ್ಸ್ ಮತ್ತು ಇಟಲಿಯಂತಹ ದೇಶಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಳಿತಾಯವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಸರ್ಕಾರಿ ಸಬ್ಸಿಡಿಗಳು ಲಭ್ಯವಿರುವಾಗ.
ಹಿಯೆನ್ R290 ಇಯೋಕ್ಫೋರ್ಸ್ ಸರಣಿ 6-16kW ಹೀಟ್ ಪಂಪ್: ಮೊನೊಬ್ಲಾಕ್ ಏರ್ ಟು ವಾಟರ್ ಹೀಟ್ ಪಂಪ್
ಪ್ರಮುಖ ಲಕ್ಷಣಗಳು:
ಆಲ್-ಇನ್-ಒನ್ ಕಾರ್ಯ: ತಾಪನ, ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ದೇಶೀಯ ಬಿಸಿನೀರಿನ ಕಾರ್ಯಗಳು
ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಆಯ್ಕೆಗಳು: 220–240 V ಅಥವಾ 380–420 V
ಸಾಂದ್ರ ವಿನ್ಯಾಸ: 6–16 kW ಸಾಂದ್ರ ಘಟಕಗಳು
ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿ ಶೈತ್ಯೀಕರಣ: ಹಸಿರು R290 ಶೈತ್ಯೀಕರಣ
ವ್ಹಿಸ್ಪರ್-ಕ್ವಯಟ್ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆ: 1 ಮೀ ನಲ್ಲಿ 40.5 dB(A)
ಇಂಧನ ದಕ್ಷತೆ: 5.19 ವರೆಗೆ SCOP
ತೀವ್ರ ತಾಪಮಾನದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ: –20 °C ನಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆ
ಉನ್ನತ ಶಕ್ತಿ ದಕ್ಷತೆ: A+++
ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಕಂಟ್ರೋಲ್ ಮತ್ತು PV-ಸಿದ್ಧ
ಲೆಜಿಯೊನೆಲ್ಲಾ ವಿರೋಧಿ ಕಾರ್ಯ: ಗರಿಷ್ಠ ಔಟ್ಲೆಟ್ ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನ.75ºC
ಪೋಸ್ಟ್ ಸಮಯ: ಸೆಪ್ಟೆಂಬರ್-10-2025