تألیف: حمید وثیق زاده انصاری
منبع: راسخون




 
این مقاله به شما در مورد پمپ حرارتی زمین گرمایی و علم سرمایش و گرمایش با استفاده از انرژی زمین گرمایی توضیحاتی می‌دهد.
لغت geothermal از یک لغت یونانی که در آن geo به معنای زمین و therme به معنای گرما است، مشتق شده است. ترکیب این دو لغت به معنی گرمای تولید شده در درون زمین است. انرژی زمین گرمایی یک منبع انرژی تجدید پذیر است که ارتباط دائمی با بارش باران و گرما دارد.
ی‌کند.

گرمایش با استفاده از انرژی زمین گرمایی (حرارت ژئو ترمال)

انرژی زمین گرمایی همان طور که از اسمش پیدا است، توانایی زمین در حفظ گرما در زیر سطح خود و در زیر آب‌های زمین است. در سیستم گرمایش زمین گرمایی از خود زمین به عنوان یک مبدل حرارتی، هم برای گرمایش و هم برای سرمایش ساختمان‌ها، استفاده می‌شود. در زمان‌های گذشته نیز از این روش برای گرمایش سازه‌های باستانی با استفاده از چشمه‌های معدنی استفاده می‌شده است. در آن زمان هم چنین جریان‌های آب گرم و آب فشان‌ها نیز منبعی از انرژی زمین گرمایی بوده‌اند. گرمایش با استفاده از انرژی زمین گرمایی فقط در جاهایی که منبع آن موجود باشد ممکن است. قبلاً بهبودهایی در امکانات استفاده از این انرژی اتفاق افتاده و از علم حرارت ژئو ترمال، در سرمایش و گرمایش استفاده شده است. ولی در حال حاضر این کار با استفاده پمپ‌های حرارتی زمین گرمایی انجام می‌شود.
ی‌کند.

طریقه کار پمپ حرارتی زمین گرمایی

این سیستم با یک اصل و قاعده ساده کار می‌کند، به این صورت که درجه حرارت زیر سطح زمین در تمام طول سال ثابت باقی می‌ماند و یک منبع آب از این گرما در زمستان استفاده می‌کند و همان مقدار گرما را در تابستان از ساختمان گرفته و به زمین برمی‌گرداند. یک پمپ حرارتی گرما را به صورت جا به جایی (همرفت: در انتقال گرما به این روش، مولکول های ماده نیز ضمن انتقال گرما حرکت می کنند) تولید نمی‌کند وهم چنین توانایی انتقال حرارت را دارد. استفاده از منابع انرژی به طور هم زمان، جدای از این که موجب نگرانی در مورد آلودگی در جهان شده باعث افزایش سرسام آور هزینه‌ها نیز شده است. سیستم‌های زمین گرمایی در واقع به عنوان یک راه حل برای تمام این چالش‌ها خواهد بود. بزرگترین مزیت سیستم‌های زمین گرمایی این است که، این پمپ حرارتی در واقع می توانند از منابع تجدید پذیر انرژی، مانند انرژی خورشیدی و انرژی باد، به جای انرژی برق استفاده کنند.
با استفاده از این منابع انرژی (منابع تجدید پذیر) پمپ‌ها می‌توانند به صورت بسیار مؤثرتری نسبت به گرم کننده‌های برقی کار گرمایش و سرمایش فضاهای مورد نیاز (ساختمان‌ها) را انجام دهند. این امر باعث تسهیل گرم کردن فضاها، به کمک انرژی‌های تجدید پذیر می‌شود بدون در نظر گرفتن این که بدون این انرژی‌ها نیاز به نصب تأسیسات پیچیده‌ای داشتیم.
اجزای (مجموعه‌ی) پمپ زمین گرمایی را می توان اساساً با سه بخش اصلی از هم تفکیک کرد:
یک حلقه بسته (سیستمی بسته که آب درآن در گردش است)
یک پمپ سیال (آب)

منبع گرمای آب پمپ حرارتی

اولین جزء که همان حلقه بسته است، می‌تواند در داخل ساختمان یا تأسیسات قرار گیرد. هدف از ایجاد و قرار دادن این حلقه بسته در ساختمان انتقال گرما به زمین و بالعکس می‌باشد. ابعاد و اندازه ساختمان تعیین کننده‌ی اندازه این حلقه می‌باشد. پمپ سیال نیز آب را به داخل این حلقه و به منبع گرمای آب پمپ حرارتی می‌فرستد. عمل کرد آخرین جزء هم به این صورت است که منبع گرمای آب پمپ (انرژی زمین گرمایی)، مانند واحد دیگ بخار یا کوره (که در سیستم موتور خانه‌های معمولی که با انرژی تجدید نا پذیر یا سوخت‌های فسیلی کار می‌کنند، وجود دارد) عمل می‌کند که انرژی زمین گرمایی، جای گزین آن واحد شده است. در نهایت گرما از طریق حلقه بسته به ساختمان می‌رسد و برای گرم کردن ساختمان مورد استفاده قرار می‌گیرد. اهداف استفاده از پمپ‌های حرارتی متفاوت هستند. پس پمپ‌ها نیز انواع مختلفی دارند. بعضی از آنها برای مقاصد مسکونی استفاده می‌شوند، در حالی که بقیه برای اهداف تجاری مانند استفاده در صنعت و کارهای مشابه آن به کار برده می‌شوند. سه نوع از پمپ‌های حرارتی در دست رس هستند، مانند آنهایی که گرما را از آب می‌گیرند و به هوا منتقل می‌کنند، این پمپ‌ها می‌توانند در سیستم‌های تهویه هوا، مانند پمپ‌های حرارتی که هوای گرم را در زمستان به محیط داده و در تابستان مانند خنک کننده عمل می‌کنند، مورد استفاده قرار بگیرند. انواع دیگر شامل سیستم انتقال حرارت از آب به آب و ترکیبی هستند.

سرمایش با استفاده از انرژی زمین گرمایی

شیوه سرمایش با استفاده از انرژی زمین گرمایی بسیار مشابه با گرمایش با استفاده از انرژی زمین گرمایی است، با این تفاوت که حلقه مبرد معکوس جهت جریان در سیستم گرمایش، در حرکت است. بنا بر این مایع مبرد فشرده، که در حال خروج است گرم است، که قبل از آن توسط کولر یا جایی با جذب تمام گرمای خانه گرم شده است و سیال گرم خروجی به همین روش دوباره تولید می‌شود. این گرما باعث می‌شود که مانند یک نیرو آب به زمین، جایی که باعث خنک شدنش می‌شود پمپ شود و آماده تکرار این چرخه گردد. برای خلاص شدن از شر گرمای اضافی، سیال گرم می‌تواند از یک مبدل حرارتی دیگر هم عبور کند که در آن گرمای اضافی می‌تواند جذب شود.

/ج