तापन और शीतलन तकनीकों के क्षेत्र में, हीट पंप एक अत्यधिक कुशल और पर्यावरण-अनुकूल समाधान के रूप में उभरे हैं। इनका उपयोग आवासीय, वाणिज्यिक और औद्योगिक क्षेत्रों में तापन और शीतलन दोनों कार्यों के लिए व्यापक रूप से किया जाता है। हीट पंपों के महत्व और संचालन को सही मायने में समझने के लिए, उनके कार्य सिद्धांतों और प्रदर्शन गुणांक (सीओपी) की अवधारणा को गहराई से समझना आवश्यक है।
हीट पंप के कार्य सिद्धांत
मूल अवधारणा
हीट पंप मूलतः 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 तापन प्रणालियों के विपरीत, हीट पंप मौजूदा ऊष्मा को ठंडे क्षेत्र से गर्म क्षेत्र में स्थानांतरित करते हैं। यह प्रक्रिया रेफ्रिजरेटर के काम करने के तरीके के समान है, लेकिन विपरीत रूप से। रेफ्रिजरेटर अपने अंदर से ऊष्मा निकालकर आसपास के वातावरण में छोड़ता है, जबकि हीट पंप बाहरी वातावरण से ऊष्मा निकालकर उसे घर के अंदर छोड़ता है।
प्रशीतन चक्र
हीट पंप का संचालन प्रशीतन चक्र पर आधारित होता है, जिसमें चार मुख्य घटक शामिल होते हैं: वाष्पक, संपीडक, संघनित्र और विस्तार वाल्व। इन घटकों के एक साथ काम करने का चरण-दर-चरण विवरण इस प्रकार है:
- बाष्पीकरण करनेवालायह प्रक्रिया वाष्पित्र से शुरू होती है, जो ठंडे वातावरण (जैसे, घर के बाहर) में स्थित होता है। रेफ्रिजरेंट, एक कम क्वथनांक वाला पदार्थ, आसपास की हवा या ज़मीन से ऊष्मा अवशोषित करता है। ऊष्मा अवशोषित करते समय, रेफ्रिजरेंट द्रव से गैस में परिवर्तित हो जाता है। यह अवस्था परिवर्तन महत्वपूर्ण है क्योंकि यह रेफ्रिजरेंट को पर्याप्त मात्रा में ऊष्मा वहन करने की अनुमति देता है।
- कंप्रेसरगैसीय रेफ्रिजरेंट फिर कंप्रेसर में चला जाता है। कंप्रेसर रेफ्रिजरेंट को संपीड़ित करके उसका दाब और तापमान बढ़ा देता है। यह चरण आवश्यक है क्योंकि यह रेफ्रिजरेंट के तापमान को वांछित आंतरिक तापमान से अधिक स्तर तक बढ़ा देता है। उच्च दाब और उच्च तापमान वाला रेफ्रिजरेंट अब अपनी ऊष्मा छोड़ने के लिए तैयार है।
- कंडेनसरअगला चरण कंडेन्सर से जुड़ा है, जो गर्म वातावरण (जैसे, घर के अंदर) में स्थित होता है। यहाँ, गर्म, उच्च दाब वाला रेफ्रिजरेंट अपनी ऊष्मा आसपास की हवा या पानी में छोड़ता है। जैसे ही रेफ्रिजरेंट ऊष्मा छोड़ता है, वह ठंडा होकर गैस से वापस द्रव में बदल जाता है। इस चरण परिवर्तन से बड़ी मात्रा में ऊष्मा निकलती है, जिसका उपयोग आंतरिक स्थान को गर्म करने के लिए किया जाता है।
- विस्तार वॉल्वअंत में, तरल रेफ्रिजरेंट विस्तार वाल्व से होकर गुजरता है, जिससे उसका दबाव और तापमान कम हो जाता है। यह चरण रेफ्रिजरेंट को वाष्पित्र में पुनः ऊष्मा अवशोषित करने के लिए तैयार करता है, और यह चक्र दोहराया जाता है।
प्रदर्शन गुणांक (सीओपी)
परिभाषा
निष्पादन गुणांक (सीओपी) एक ऊष्मा पंप की दक्षता का माप है। इसे प्रदान की गई (या हटाई गई) ऊष्मा की मात्रा और खपत की गई विद्युत ऊर्जा की मात्रा के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है। सरल शब्दों में, यह हमें बताता है कि एक ऊष्मा पंप अपनी प्रत्येक इकाई बिजली के लिए कितनी ऊष्मा उत्पन्न कर सकता है।
गणितीय रूप से, सी.ओ.पी. को इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:
COP=उपभोग की गई विद्युत ऊर्जा (W)वितरित ऊष्मा (Q)
जब किसी हीट पंप का COP (कार्यक्षमता गुणांक) 5.0 होता है, तो यह पारंपरिक इलेक्ट्रिक हीटिंग की तुलना में बिजली के बिल को काफ़ी कम कर सकता है। यहाँ एक विस्तृत विश्लेषण और गणना दी गई है:
ऊर्जा दक्षता तुलना
पारंपरिक विद्युत तापन का COP 1.0 होता है, जिसका अर्थ है कि यह प्रत्येक 1 kWh बिजली की खपत पर 1 यूनिट ऊष्मा उत्पन्न करता है। इसके विपरीत, 5.0 COP वाला ऊष्मा पंप प्रत्येक 1 kWh बिजली की खपत पर 5 यूनिट ऊष्मा उत्पन्न करता है, जो इसे पारंपरिक विद्युत तापन की तुलना में कहीं अधिक कुशल बनाता है।
बिजली लागत बचत गणना
100 यूनिट ऊष्मा उत्पन्न करने की आवश्यकता मानते हुए:
- पारंपरिक विद्युत तापन: 100 किलोवाट घंटा बिजली की आवश्यकता है।
- 5.0 COP वाला हीट पंप: केवल 20 kWh बिजली की आवश्यकता होती है (100 यूनिट ऊष्मा ÷ 5.0)।
यदि बिजली की कीमत 0.5€ प्रति kWh है:
- पारंपरिक विद्युत तापन: बिजली की लागत 50€ (100 kWh × 0.5€/kWh) है।
- 5.0 COP वाला हीट पंप: बिजली की लागत 10€ (20 kWh × 0.5€/kWh) है।
बचत अनुपात
हीट पंप पारंपरिक इलेक्ट्रिक हीटिंग की तुलना में बिजली के बिल पर 80% की बचत कर सकता है ((50 - 10) ÷ 50 = 80%)।
व्यावहारिक उदाहरण
व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, जैसे कि घरेलू गर्म पानी की आपूर्ति, मान लें कि 200 लीटर पानी को प्रतिदिन 15°C से 55°C तक गर्म करने की आवश्यकता है:
- पारंपरिक विद्युत तापन: लगभग 38.77 kWh बिजली की खपत करता है (90% की तापीय दक्षता मानकर)।
- 5.0 COP वाला हीट पंप: लगभग 7.75 kWh बिजली की खपत करता है (38.77 kWh ÷ 5.0)।
0.5€ प्रति किलोवाट घंटा की बिजली कीमत पर:
- पारंपरिक विद्युत तापन: दैनिक बिजली की लागत लगभग 19.39€ (38.77 kWh × 0.5€/kWh) है।
- 5.0 COP वाला हीट पंप: दैनिक बिजली की लागत लगभग 3.88€ (7.75 kWh × 0.5€/kWh) है।
औसत परिवारों के लिए अनुमानित बचत: हीट पंप बनाम प्राकृतिक गैस हीटिंग
उद्योग-व्यापी अनुमानों और यूरोपीय ऊर्जा मूल्य प्रवृत्तियों के आधार पर:
| वस्तु | प्राकृतिक गैस 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 राष्ट्रीय बिजली और गैस की कीमतों, भवन इन्सुलेशन की गुणवत्ता और हीट पंप की दक्षता के आधार पर अलग-अलग होती है। जर्मनी, फ्रांस और इटली जैसे देश ज़्यादा बचत दिखाते हैं, खासकर जब सरकारी सब्सिडी उपलब्ध हो।
Hien R290 EocForce Serie 6-16kW हीट पंप: मोनोब्लॉक एयर टू वॉटर हीट पंप
प्रमुख विशेषताऐं:
ऑल-इन-वन कार्यक्षमता: हीटिंग, कूलिंग और घरेलू गर्म पानी के कार्य
लचीले वोल्टेज विकल्प: 220–240 V या 380–420 V
कॉम्पैक्ट डिज़ाइन: 6–16 किलोवाट कॉम्पैक्ट इकाइयाँ
पर्यावरण-अनुकूल रेफ्रिजरेंट: ग्रीन R290 रेफ्रिजरेंट
कानाफूसी-शांत संचालन: 1 मीटर पर 40.5 डीबी (ए)
ऊर्जा दक्षता:एससीओपी 5.19 तक
चरम तापमान प्रदर्शन: -20 °C पर स्थिर संचालन
बेहतर ऊर्जा दक्षता: A+++
स्मार्ट नियंत्रण और पीवी-तैयार
एंटी-लीजिओनेला फ़ंक्शन: अधिकतम आउटलेट जल तापमान 75ºC
पोस्ट करने का समय: 10-सितम्बर-2025