हीट पंप: परिभाषा, फ़ॉर्मूला और आम मान

हीट पंप (Heat pump)

ऐसा उपकरण जो रेफ्रिजरेशन चक्र से ठंडे स्रोत (हवा, जमीन, पानी) की ऊष्मा को गर्म जगह तक पहुंचाता है और हर यूनिट बिजली पर 2–5 यूनिट ऊष्मा देता है।

हीट पंप वेपर-कम्प्रेशन चक्र पर चलता है: रेफ्रिजरेंट कम दबाव पर वाष्पित होकर स्रोत से ऊष्मा सोखता है, कम्प्रेसर उसका दबाव और तापमान बढ़ाता है, फिर वह अंदर के हीट एक्सचेंजर में संघनित होकर ऊष्मा छोड़ता है, और एक्सपेंशन वाल्व उसे फिर कम दबाव पर ले आता है। चक्र को उलट देने पर यही मशीन ठंडक देती है।

Heat delivered = electricity input + heat extracted from source
COP = Q_heat / W_elec
Carnot limit: COP_max = T_hot / (T_hot - T_cold), temperatures in kelvin
Example: 35 °C flow, 0 °C source: 308.15 / 35 ≈ 8.8 (real units reach 40–55% of Carnot)

व्यवहार में एयर-सोर्स यूनिट का COP लगभग 2.5–4.5 और ग्राउंड-सोर्स यूनिट का 3.5–5 रहता है। तापमान का अंतर जितना बढ़ता है, दक्षता उतनी घटती है, इसलिए कम तापमान वाले हीटिंग सिस्टम (अंडरफ्लोर हीटिंग, 35–45 °C पर चलने वाले बड़े रेडिएटर) सबसे अच्छे नतीजे देते हैं। आम रेफ्रिजरेंट R32 और R410A हैं, और EU F-gas Regulation के चलते R290 (प्रोपेन) और CO2 (R744) जैसे प्राकृतिक रेफ्रिजरेंट का चलन बढ़ रहा है।

IEA का अनुमान है कि हीट पंप इमारतों को गर्म करने से होने वाले वैश्विक CO2 उत्सर्जन में बड़ी कटौती कर सकते हैं। 2022–2024 में दुनिया भर में हर साल करीब 10–12 मिलियन यूनिट बिके। 90% दक्षता वाले गैस बॉयलर की तुलना में, मौसमी COP 3 वाला हीट पंप उतनी ही ऊष्मा के लिए लगभग 70% कम अंतिम ऊर्जा खर्च करता है।

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