دانلود تحقیق مهندسی مکانیک در رابطه با پمپ حرارتی (فایل word)

پمپ حرارتی یا پمپ گرما وسیله‌ای که عمل انتقال انرژی از نقطه مبدا (کم دما) به نقطه مقصد که دارای دمای بیشتر می‌باشد را انجام می‌دهد. عمل انتقال به کمک انرژی حرارتی زیاد نقطه با دما بالاتر یا انرژی مکانیکی انجام می‌پذیرد. تفاوت بین پمپ حرارتی و دستگاهای تهویه مطلوب مرسوم، این است که پمپ حرارتی قابلیت انتقال حرارت برای سرمایش و گرمایش را دارد. شما می توانید این تحقیق را به صورت فایل word دانلود نمایید.

مقدمه

پمپ حرارتی می‌تواند مانند سیستم‌های چیلر یا سیستم‌های تبخیری تولید سرما کنند که این عمل باچرخه سرمایش (مانند یخچال مقدور می‌باشد). در مناطق سردسیر استفاده از پمپ حرارتی بیشتر برای گرمایش می‌باشد. پمپ‌های حرارتی زمین گرما (GSHP)دستگاه‌های مرکزیی هستند که گرما را از عمق زمین استخراج می‌کنند؛ و از زمین در زمستان به عنوان منبع تامین گرما در تابستان دفع گرمااستفاده می‌کنند. در اصل این روش یکی از روش‌های بهینه گرما و سرما می‌باشد که در صرفه جویی در هزینه‌های گرما و سرما کمک شایان می‌باشد و در صورت اینکه با سلول‌های خورشیدی ترکیب شود سیستم زمین‌خورشید به وجود می‌آید و از مزایای این سیستم بهره‌وری بالاتر می‌باشد. در زمان نیاز به گرما پمپ حرارتی زمین منبع در واقع از انرژی هسته مرکزی زمین و همچنین انرژی جذب شده پوسته زمین از تابش خورشید استفاده می‌کند ولی در تابستان از این منابع برای دفع گرما و تولید سرما استفاده می‌کند.

فرایند و وضعیت فناوری

پمپ های حرارتی سیستم های انتقال گرما از منبعی با دمای پایین به مصرف کننده با دمای بالا می باشند و موارد استفاده این سیستم ها در تامین گرمایش و سرمایش برای نیازهای مسکونی، تجاری و صنعتی و دارای برنامه های کاربردی برای گرمایش فضا و آب گرم و سرمایش فضا در طیف گسترده ای از دما می باشد. مدل های پیشرفته و جدید این سیستم ها می توانند هوا و بخار را تا 165 درجه سانتی گراد گرم کنند. این سیستم ها شامل یک کمپرسور، شیر انبساط، دو مبدل حرارتی اواپراتور و کندانسور و مبرد مناسب هستند.

پمپ های حرارتی با منبع هوا امروزه می توانند تا دمای گرمایش (به طور متوسط تا دمای 25 درجه سانتی گراد) و سرمایش را تامین نمایند. به طور کلی با توجه به بازدهی بالای ان سیستم ها و نیز کاهش تولید گازهای گلخانه ای در این سیستم ها ظرفیت نصب شده آن ها به سرعت در حال رشد است.

فرایندها و وضعیت تکنولوژی

اساس پمپ های حرارتی بر اساس چهار مرحله چرخه کارنو می باشد. قطعات اصلی پمپ حرارتی شامل تبخیر کننده که فرایند تبخیر مایع و جذب گرما از منبع گرم را انجام می دهد، کمپرسور که برای فشرده سازی سیال و افزایش دمای آن بکار می رود، یک کندانسور که برای متراکم کردن و انبساط سیال گرما آزاد می کند و یک شیر انبساط جهت کاهش فشار و دمای سیال می باشد.

پمپ حرارتی زمین گرمایی

اگر منحنی تغییرات دمای هوا و دمای زمین در اعماق را در طول یک سال رسم نماییم مشاهده می کنیم که هر چه عمق زمین بیشتر شود، میزان تغییرات دمای زمین در طول سال دارای تغییرات کمتری خواهد بود. به طوری که از حدود عمق 3 الی 4 متری از سطح زمین تغییرات دما و نوسانات آن در طول یک سال بسیار ناچیز می باشد. این در حالی است که میزان تغییرات دمای هوا دارای نوسانات بسیار زیادی می باشد. این امر بدین معنی است که زمین منبع خوبی برای تامین گرمایش در ماه های سرد سال است و می توان از حرارت زمین برای تامین گرمایش ساختمان ها استفاده نمود و هم چنین از آن می توان برای تامین سرمایش در ماه های سرد سال نیز استفاده بهینه نمود. تکنولوژی های پمپ های حرارتی بر این اصل استوار است که در عمق 2 تا 3 متری زمین، درجه دما ثابت بوده و در زمستان گرم تر از هوای بیرون و در تابستان سردتر از هوای محیط است. سیستم های سرمایش و گرمایش ژئوترمال که با نام های دیگری هم مانند پمپ های حرارتی با منبع زمین GSHP سیستم های مبدل زمین گرمایی GeoExchange و یا سیستم های انرژی زمینی EES شناخته می شوند، شامل پمپ های حرارتی هستند که با استفاده از انرژی برق، گرما را از زیر زمین جمع آوری و توسط سیالی که از لوله های کار گذاشته شده می گذرد به واحد نصب شده در داخل ساختمان منتقل می کنند.

پمپ های حرارتی با توجه به سیکل حرارتی به انواع مختلفی تقسیم می گردند که عبارتند از

-  پمپ حرارتی با سیستم تراکمی

-  پمپ حرارتی با سیستم جذبی