हीटिंग और कूलिंग तकनीकों के क्षेत्र में, हीट पंप एक अत्यंत कुशल और पर्यावरण के अनुकूल समाधान के रूप में उभरे हैं। इनका व्यापक रूप से आवासीय, वाणिज्यिक और औद्योगिक क्षेत्रों में हीटिंग और कूलिंग दोनों कार्यों के लिए उपयोग किया जाता है। हीट पंप के महत्व और कार्यप्रणाली को सही मायने में समझने के लिए, इनके कार्य सिद्धांतों और प्रदर्शन गुणांक (सीओपी) की अवधारणा को गहराई से समझना आवश्यक है।
हीट पंपों के कार्य सिद्धांत
बुनियादी अवधारणा
हीट पंप मूल रूप से एक ऐसा उपकरण है जो ऊष्मा को एक स्थान से दूसरे स्थान पर स्थानांतरित करता है। दहन या विद्युत प्रतिरोध के माध्यम से ऊष्मा उत्पन्न करने वाले पारंपरिक हीटिंग सिस्टम के विपरीत, हीट पंप ठंडे क्षेत्र से गर्म क्षेत्र में ऊष्मा का स्थानांतरण करते हैं। यह प्रक्रिया रेफ्रिजरेटर के काम करने के तरीके के समान है, लेकिन विपरीत दिशा में। रेफ्रिजरेटर अपने आंतरिक भाग से ऊष्मा खींचकर उसे आसपास के वातावरण में छोड़ता है, जबकि हीट पंप बाहरी वातावरण से ऊष्मा खींचकर उसे घर के अंदर छोड़ता है।
प्रशीतन चक्र
हीट पंप का संचालन प्रशीतन चक्र पर आधारित है, जिसमें चार मुख्य घटक शामिल हैं: इवेपोरेटर, कंप्रेसर, कंडेंसर और एक्सपेंशन वाल्व। ये घटक एक साथ कैसे काम करते हैं, इसका चरण-दर-चरण विवरण यहाँ दिया गया है:
- बाष्पीकरण करनेवालायह प्रक्रिया इवेपोरेटर से शुरू होती है, जो ठंडे वातावरण में स्थित होता है (जैसे घर के बाहर)। रेफ्रिजरेंट, एक ऐसा पदार्थ जिसका क्वथनांक कम होता है, आसपास की हवा या जमीन से ऊष्मा अवशोषित करता है। ऊष्मा अवशोषित करते ही रेफ्रिजरेंट तरल अवस्था से गैस अवस्था में परिवर्तित हो जाता है। यह अवस्था परिवर्तन महत्वपूर्ण है क्योंकि इससे रेफ्रिजरेंट काफी मात्रा में ऊष्मा का परिवहन कर पाता है।
- कंप्रेसरइसके बाद गैसीय रेफ्रिजरेंट कंप्रेसर में जाता है। कंप्रेसर इसे संपीड़ित करके रेफ्रिजरेंट का दबाव और तापमान बढ़ाता है। यह चरण आवश्यक है क्योंकि इससे रेफ्रिजरेंट का तापमान वांछित कमरे के तापमान से अधिक हो जाता है। उच्च दबाव और उच्च तापमान वाला रेफ्रिजरेंट अब अपनी ऊष्मा छोड़ने के लिए तैयार है।
- कंडेनसरअगला चरण कंडेंसर से संबंधित है, जो गर्म वातावरण में स्थित होता है (जैसे घर के अंदर)। यहाँ, गर्म, उच्च दबाव वाला रेफ्रिजरेंट अपनी ऊष्मा आसपास की हवा या पानी में छोड़ता है। ऊष्मा छोड़ने के साथ ही रेफ्रिजरेंट ठंडा हो जाता है और गैस से तरल अवस्था में परिवर्तित हो जाता है। इस अवस्था परिवर्तन से बड़ी मात्रा में ऊष्मा निकलती है, जिसका उपयोग घर के अंदर के स्थान को गर्म करने के लिए किया जाता है।
- विस्तार वॉल्वअंत में, तरल रेफ्रिजरेंट विस्तार वाल्व से गुजरता है, जिससे इसका दबाव और तापमान कम हो जाता है। यह चरण रेफ्रिजरेंट को इवेपोरेटर में फिर से ऊष्मा अवशोषित करने के लिए तैयार करता है, और चक्र दोहराता है।
प्रदर्शन गुणांक (सीओपी)
परिभाषा
परफॉर्मेंस गुणांक (सीओपी) हीट पंप की दक्षता का माप है। इसे ऊर्जा की खपत के अनुपात में वितरित (या निकाली गई) ऊष्मा की मात्रा के रूप में परिभाषित किया जाता है। सरल शब्दों में, यह बताता है कि हीट पंप प्रति इकाई बिजली की खपत पर कितनी ऊष्मा उत्पन्न कर सकता है।
गणितीय रूप से, COP को इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:
COP = विद्युत ऊर्जा खपत (W) / ऊष्मा आपूर्ति (Q)
जब किसी हीट पंप का COP (प्रदर्शन गुणांक) 5.0 होता है, तो यह पारंपरिक इलेक्ट्रिक हीटिंग की तुलना में बिजली के बिलों को काफी कम कर सकता है। यहाँ एक विस्तृत विश्लेषण और गणना दी गई है:
ऊर्जा दक्षता तुलना
पारंपरिक इलेक्ट्रिक हीटिंग का COP 1.0 होता है, जिसका अर्थ है कि यह प्रति 1 kWh बिजली की खपत पर 1 इकाई ऊष्मा उत्पन्न करता है। इसके विपरीत, 5.0 के COP वाला हीट पंप प्रति 1 kWh बिजली की खपत पर 5 इकाई ऊष्मा उत्पन्न करता है, जिससे यह पारंपरिक इलेक्ट्रिक हीटिंग की तुलना में कहीं अधिक कुशल साबित होता है।
बिजली लागत बचत की गणना
100 यूनिट ऊष्मा उत्पन्न करने की आवश्यकता मानते हुए:
- पारंपरिक इलेक्ट्रिक हीटिंगइसके लिए 100 किलोवाट-घंटे बिजली की आवश्यकता होती है।
- 5.0 के सीओपी वाला हीट पंप: केवल 20 किलोवाट-घंटे बिजली की आवश्यकता होती है (100 यूनिट ऊष्मा ÷ 5.0)।
यदि बिजली की कीमत 0.5 यूरो प्रति किलोवाट घंटा है:
- पारंपरिक इलेक्ट्रिक हीटिंगबिजली की लागत 50 यूरो है (100 किलोवाट घंटा × 0.5 यूरो/किलोवाट घंटा)।
- 5.0 के सीओपी वाला हीट पंपबिजली की लागत 10 यूरो है (20 किलोवाट घंटा × 0.5 यूरो/किलोवाट घंटा)।
बचत अनुपात
हीट पंप पारंपरिक इलेक्ट्रिक हीटिंग की तुलना में बिजली बिलों पर 80% की बचत कर सकता है ((50 - 10) ÷ 50 = 80%)।
व्यावहारिक उदाहरण
घरेलू गर्म पानी की आपूर्ति जैसे व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, मान लीजिए कि प्रतिदिन 200 लीटर पानी को 15°C से 55°C तक गर्म करने की आवश्यकता होती है:
- पारंपरिक इलेक्ट्रिक हीटिंगयह लगभग 38.77 किलोवाट-घंटे बिजली की खपत करता है (90% की तापीय दक्षता मानते हुए)।
- 5.0 के सीओपी वाला हीट पंपलगभग 7.75 किलोवाट-घंटे बिजली की खपत करता है (38.77 किलोवाट-घंटे ÷ 5.0)।
0.5 यूरो प्रति किलोवाट घंटे की बिजली कीमत पर:
- पारंपरिक इलेक्ट्रिक हीटिंगदैनिक बिजली की लागत लगभग 19.39 यूरो है (38.77 किलोवाट घंटा × 0.5 यूरो/किलोवाट घंटा)।
- 5.0 के सीओपी वाला हीट पंपबिजली की दैनिक लागत लगभग 3.88 यूरो है (7.75 किलोवाट घंटा × 0.5 यूरो/किलोवाट घंटा)।
औसत परिवारों के लिए अनुमानित बचत: हीट पंप बनाम प्राकृतिक गैस हीटिंग
उद्योग-व्यापी अनुमानों और यूरोपीय ऊर्जा मूल्य रुझानों के आधार पर:
| वस्तु | प्राकृतिक गैस से हीटिंग | हीट पंप हीटिंग | अनुमानित वार्षिक अंतर |
| औसत वार्षिक ऊर्जा लागत | €1,200–€1,500 | €600–€900 | लगभग €300–€900 की बचत |
| CO₂ उत्सर्जन (टन/वर्ष) | 3-5 टन | 1-2 टन | लगभग 2-3 टन की कमी |
टिप्पणी:वास्तविक बचत देश में बिजली और गैस की कीमतों, भवन की इन्सुलेशन गुणवत्ता और हीट पंप की दक्षता के आधार पर भिन्न होती है। जर्मनी, फ्रांस और इटली जैसे देशों में अधिक बचत देखने को मिलती है, खासकर जब सरकारी सब्सिडी उपलब्ध हो।
हिएन R290 EocForce सीरीज़ 6-16kW हीट पंप: मोनोब्लॉक एयर टू वाटर हीट पंप
प्रमुख विशेषताऐं:
एक ही डिवाइस में सभी सुविधाएं: हीटिंग, कूलिंग और घरेलू गर्म पानी की सुविधा
वोल्टेज के लचीले विकल्प: 220–240 वोल्ट या 380–420 वोल्ट
कॉम्पैक्ट डिज़ाइन: 6–16 किलोवाट कॉम्पैक्ट यूनिट
पर्यावरण अनुकूल रेफ्रिजरेंट: ग्रीन R290 रेफ्रिजरेंट
बेहद शांत संचालन: 1 मीटर पर 40.5 dB(A)
ऊर्जा दक्षता: एससीओपी 5.19 तक
अत्यधिक तापमान पर भी स्थिर प्रदर्शन: -20 डिग्री सेल्सियस पर भी स्थिर संचालन
उत्कृष्ट ऊर्जा दक्षता: ए+++
स्मार्ट कंट्रोल और पीवी-रेडी
लेजिओनेला रोधी कार्य: अधिकतम निकास जल तापमान 75ºC
पोस्ट करने का समय: 10 सितंबर 2025