पठन मार्गदर्शिका
इन दिनों हीट पंप का चलन बहुत ज़्यादा है, खासकर यूरोप में, जहाँ कुछ देश जीवाश्म ईंधन वाले स्टोव और बॉयलर लगाने पर प्रतिबंध लगाने की दिशा में काम कर रहे हैं और उनकी जगह ऊर्जा-कुशल हीट पंप सहित ज़्यादा पर्यावरण-अनुकूल विकल्प अपना रहे हैं। (भट्टियाँ हवा को गर्म करती हैं और उसे पाइपों के ज़रिए पूरे घर में पहुँचाती हैं, जबकि बॉयलर पानी को गर्म करके गर्म पानी या भाप से गर्म करते हैं।) इस साल, अमेरिकी सरकार ने हीट पंप लगाने पर कर प्रोत्साहन देना शुरू किया है, जिनकी शुरुआती लागत पारंपरिक भट्टियों की तुलना में ज़्यादा होती है, लेकिन लंबे समय में ये ज़्यादा कुशल होते हैं।
नई ऊर्जा वाहनों के क्षेत्र में, बैटरी की क्षमता सीमित होने के कारण, उद्योग को हीट पंपों की ओर रुख करने के लिए भी प्रेरित किया है। तो शायद अब समय आ गया है कि हम जल्दी से जानें कि हीट पंप क्या हैं और वे क्या करते हैं।
सबसे आम प्रकार का ताप पंप कौन सा है?
हाल की चर्चा को देखते हुए, आपको यह जानकर आश्चर्य हो सकता है कि आप पहले से ही एक का उपयोग करते हैंगर्मी पंप- आपके घर में शायद एक से ज़्यादा और आपकी कार में भी एक से ज़्यादा होंगे। आप उन्हें हीट पंप नहीं कहते: आप "रेफ्रिजरेटर" या "एयर कंडीशनर" जैसे शब्दों का इस्तेमाल करते हैं।
दरअसल, ये मशीनें ऊष्मा पंप हैं, यानी ये अपेक्षाकृत ठंडे स्थान से अपेक्षाकृत गर्म स्थान तक ऊष्मा पहुँचाती हैं। ऊष्मा स्वतः ही गर्म से ठंडे स्थान की ओर प्रवाहित होती है। लेकिन अगर आप इसे ठंडे से गर्म में बदलना चाहते हैं, तो आपको इसे "पंप" करना होगा। यहाँ सबसे अच्छा उदाहरण पानी है, जो पहाड़ी से नीचे तो अपने आप बहता है, लेकिन उसे पहाड़ी से ऊपर पंप करना पड़ता है।
जब आप किसी प्रकार के कोल्ड स्टोरेज (हवा, पानी, आदि) में मौजूद ऊष्मा को हॉट स्टोरेज में पंप करते हैं, तो कोल्ड स्टोरेज ठंडा हो जाता है और हॉट स्टोरेज ज़्यादा गर्म हो जाता है। दरअसल, आपके रेफ्रिजरेटर या एयर कंडीशनर का काम यही है - यह ऊष्मा को जहाँ ज़रूरत नहीं होती, वहाँ से कहीं और ले जाता है, और आपको थोड़ी सी अतिरिक्त ऊष्मा बर्बाद होने की परवाह नहीं होती।
हीट पंप से व्यावहारिक चिलर कैसे बनाएं?
महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि जो उत्पन्न हुईगर्मी पंप 19वीं सदी की शुरुआत में, जब जैकब पर्किन्स समेत कई आविष्कारकों ने यह महसूस किया कि वे इस तरह से किसी चीज़ को ठंडा कर सकते हैं, बिना उस वाष्पशील तरल पदार्थ को बर्बाद किए जो ठंडा करने के लिए वाष्पित होता है। उनका तर्क था कि इन वाष्पों को वायुमंडल में छोड़ने के बजाय, उन्हें इकट्ठा करना, उन्हें संघनित करके एक तरल बनाना और उस तरल पदार्थ को शीतलक के रूप में पुनः उपयोग करना बेहतर होगा।
रेफ्रिजरेटर और एयर कंडीशनर इसीलिए तो होते हैं। ये तरल रेफ्रिजरेंट को वाष्पित करते हैं और इस ठंडी भाप का इस्तेमाल रेफ्रिजरेटर या कार के अंदर से गर्मी सोखने के लिए करते हैं। फिर ये गैस को संपीड़ित करते हैं, जो वापस तरल रूप में संघनित हो जाती है। यह तरल अब पहले से ज़्यादा गर्म होता है, इसलिए इसमें मौजूद कुछ गर्मी आसानी से (संभवतः पंखे की मदद से) आसपास के वातावरण में प्रवाहित हो सकती है - चाहे वह बाहर हो या रसोई में कहीं और।
जैसा कि कहा गया है: आप हीट पंप से बहुत परिचित हैं; बस आप उन्हें एयर कंडीशनर और रेफ्रिजरेटर के रूप में संदर्भित करते हैं।
अब एक और विचार प्रयोग करते हैं। अगर आपके पास विंडो एयर कंडीशनिंग है, तो आप इसे एक वास्तविक प्रयोग की तरह भी कर सकते हैं। इसे उल्टा लगाएँ। यानी इसके कंट्रोल खिड़की के बाहर लगाएँ। इसे ठंडे, सूखे मौसम में करें। क्या होगा?
जैसा कि आप उम्मीद कर सकते हैं, यह आपके पिछवाड़े में ठंडी हवा उड़ाता है और आपके घर में गर्मी छोड़ता है। इस प्रकार, यह अभी भी गर्मी पहुँचा रहा है, आपके घर को गर्म करके उसे और अधिक आरामदायक बना रहा है। हाँ, यह बाहर की हवा को ठंडा ज़रूर करता है, लेकिन जब आप खिड़कियों से दूर होते हैं तो यह प्रभाव कम हो जाता है।
अब आपके पास अपने घर को गर्म करने के लिए एक हीट पंप है। हो सकता है कि यह सबसे अच्छा न हो।गर्मी पंप, लेकिन यह काम करेगा। और तो और, जब गर्मी आएगी, तो आप इसे उल्टा करके एयर कंडीशनर की तरह भी इस्तेमाल कर सकते हैं।
बेशक, ऐसा बिल्कुल न करें। अगर आप इसे आज़माते भी हैं, तो पहली ही बारिश में और पानी कंट्रोलर में घुसने पर यह ज़रूर काम करना बंद कर देगा। इसके बजाय, आप अपने लिए एक व्यावसायिक "एयर सोर्स" हीट पंप खरीद सकते हैं जो आपके घर को गर्म करने के लिए इसी सिद्धांत का इस्तेमाल करता है।
समस्या यह है कि वोदका महंगी होती है, और वाइन को ठंडा करने के लिए यह जल्दी ही खत्म हो जाएगी। अगर आप वोदका की जगह कोई सस्ता रबिंग अल्कोहल भी इस्तेमाल कर लें, तो भी जल्द ही आपको इसकी कीमत की शिकायत होने लगेगी।
इनमें से कुछ उपकरणों में रिवर्सिंग वाल्व होते हैं, जो एक ही उपकरण को दोहरी भूमिका निभाने की अनुमति देते हैं: वे बाहर से अंदर या अंदर से बाहर गर्मी पंप कर सकते हैं, जिससे गर्मी और वातानुकूलन दोनों मिलते हैं, जैसा कि नीचे वर्णित है।
हीट पंप विद्युत हीटरों की तुलना में अधिक कुशल क्यों हैं?
हीट पंप इलेक्ट्रिक हीटर की तुलना में अधिक कुशल होते हैं क्योंकि उन्हें गर्मी उत्पन्न करने के लिए बिजली की आवश्यकता नहीं होती है।गर्मी पंपयह कुछ ऊष्मा उत्पन्न तो करता है, लेकिन उससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि यह बाहर से आपके घर में ऊष्मा पंप करता है। घर में छोड़ी गई ऊष्मा और इलेक्ट्रिक कंप्रेसर को भेजी गई ऊर्जा के अनुपात को कार्य-निष्पादन गुणांक या COP कहते हैं।
एक साधारण विद्युत स्पेस हीटर, जो विद्युत तापन तत्व द्वारा उत्पन्न समस्त ऊष्मा प्रदान करता है, उसका COP 1 होता है। दूसरी ओर, एक ऊष्मा पम्प का COP इससे कहीं अधिक हो सकता है।
हालाँकि, किसी ऊष्मा पंप का COP कोई निश्चित मान नहीं होता। यह उन दो जलाशयों के बीच के तापमान के अंतर के व्युत्क्रमानुपाती होता है जिनमें ऊष्मा पंप की जाती है। इसलिए, यदि आप किसी कम ठंडे जलाशय से किसी कम गर्म इमारत में ऊष्मा पंप करते हैं, तो COP का मान बड़ा होगा, जिसका अर्थ है कि आपका ऊष्मा पंप बिजली का उपयोग करने में बहुत कुशल है। लेकिन यदि आप किसी अत्यधिक ठंडे जलाशय से पहले से ही गर्म इमारत में ऊष्मा पंप करने का प्रयास करते हैं, तो COP मान कम हो जाता है, जिसका अर्थ है कि दक्षता प्रभावित होती है।
परिणाम वही होगा जिसकी आप सहज रूप से अपेक्षा करते हैं: सबसे अच्छा यही है कि आप बाहरी ताप भंडार के रूप में सबसे गर्म चीज का उपयोग करें।
वायु स्रोत ऊष्मा पंप, जो बाहरी हवा को ऊष्मा भंडार के रूप में उपयोग करते हैं, इस संबंध में सबसे खराब विकल्प हैं क्योंकि सर्दियों के तापन के मौसम में बाहरी हवा बहुत ठंडी होती है। भू-स्रोत ऊष्मा पंप (जिन्हें भू-तापीय ऊष्मा पंप भी कहा जाता है) और भी बेहतर हैं, क्योंकि सर्दियों में भी, मध्यम गहराई पर ज़मीन अभी भी काफी गर्म रहती है।
हीट पंप के लिए सबसे अच्छा ऊष्मा स्रोत क्या है?
भू-स्रोत की समस्यागर्मी पंपबस इतना है कि आपको ऊष्मा के इस दबे हुए भंडार तक पहुँचने का कोई रास्ता चाहिए। अगर आपके घर के आस-पास पर्याप्त जगह है, तो आप गड्ढे खोदकर उचित गहराई पर, जैसे कि कुछ मीटर, पाइप गाड़ सकते हैं। फिर आप ज़मीन से ऊष्मा सोखने के लिए इन पाइपों में एक तरल (आमतौर पर पानी और एंटीफ्रीज़ का मिश्रण) प्रवाहित कर सकते हैं। वैकल्पिक रूप से, आप ज़मीन में गहरे गड्ढे करके उनमें पाइप लंबवत रूप से लगा सकते हैं। हालाँकि, यह सब महंगा पड़ेगा।
कुछ भाग्यशाली लोगों के लिए उपलब्ध एक और तरीका है, पास के किसी जलाशय से एक निश्चित गहराई पर पानी में एक पाइप डालकर ऊष्मा निकालना। इन्हें जल स्रोत ऊष्मा पंप कहते हैं। कुछ ऊष्मा पंप इमारत से निकलने वाली हवा या सौर गर्म पानी से ऊष्मा निकालने की एक असामान्य रणनीति का इस्तेमाल करते हैं।
बहुत ठंडे मौसम में, अगर संभव हो तो ग्राउंड सोर्स हीट पंप लगाना बेहतर होता है। शायद यही वजह है कि स्वीडन (जहाँ प्रति व्यक्ति हीट पंपों की संख्या सबसे ज़्यादा है) में ज़्यादातर हीट पंप इसी प्रकार के होते हैं। लेकिन स्वीडन में भी एयर-सोर्स हीट पंपों का प्रतिशत काफ़ी ज़्यादा है, जो इस आम दावे को झुठलाता है (कम से कम संयुक्त राज्य अमेरिका में) कि हीट पंप केवल हल्के मौसम वाले घरों को गर्म करने के लिए ही उपयुक्त होते हैं।
इसलिए आप जहां भी हों, यदि आप उच्च प्रारंभिक लागत वहन कर सकते हैं, तो अगली बार जब आपको अपने घर को गर्म करने के बारे में निर्णय लेना हो, तो पारंपरिक स्टोव या बॉयलर के बजाय हीट पंप का उपयोग करने पर विचार करें।
पोस्ट करने का समय: 19-अक्टूबर-2023