سیستم تهویه GHP چیست؟

سیستم تهویه GHP چیست؟
تاریخ:
۱۵ اردیبهشت ۱۴۰۰
سیستم GHP یا به عبارت بهتر سیستم گرمایش سرمایش GHP، مخفف عبارت “Gas-engine Heat Pump” می باشد.
دستگاه تهویه مطبوع GHP که در سال ۱۹۸۱ تحت عنوان پروژه ای مشترک در ژاپن توسعه داده شد به پمپ حرارتی (تراکمی) گاز سوز گفته می شود که انرژی مصرفی آن از گاز شهری تامین می شود. اساس کار تهویه GHP به این صورت است که در آن موتور احتراق درون سوز خاصی تعبیه گردیده که از انرژی گاز طبیعی جهت حرکت کمپرسورها استفاده می نماید.
در حال حاضر  تکنولوژی GHP (Gas-engine driven Heat Pump) مقرون به صرفه ترین سیستم تولید گرمایش و سرمایش برای ساختمان های متوسط در انواع کاربری تجاری، مسکونی ، اداری و ... می باشد. GHP یک سیستم مجهز به کمپرسورهای سرعت متغیر است، نیروی لازم برای حرکت کمپرسورها توسط یک موتور درون سوز که با استفاده از انرژی گاز طبیعی کار می کند تامین می شود، این به این معنی است که سیستم های بزرگ گرمایش و سرمایش را می توان در ساختمان ها با تامین برق محدود راه اندازی کرد. انرژی برق در سیستم GHP فقط برای فن ها و سیستم کنترل و فرمان مورد نیاز است، این مقدار در مقایسه با حداقل های مصرف برق مورد نیاز در سایر سیستم ها از جملهEHP ، چیلر و یا انواع دیگر سیستم های سرمایش/گرمایش بسیار ناچیز است.

نحوه ی عملکرد سیستم GHP 

هنگامی که در این سیستم کمپرسور شروع به کار می کندگاز مبرد موجود از قسمت کم فشار سیکل وارد کمپرسور شده و در این ناحیه ایجاد خلاء نسبی مینماید ( این خلاء نسبی میباشد و در مقایسه با حالت تعادل ( حالت خاموش بودن کمپرسور ) فشار پائین تری دارد هرچند در مقایسه با فشار محیط بیرون ( فشار اتمسفری ) دارای فشار بیشتری است .) . گاز ورودی به کمپرسور فشرده شده ودر نتیجه گرم میشود و به سوی کندانسور حرکت میکند . این گاز در کندانسور با استفاده از حرکت اجباری هوا ( فن یونیت بیرونی ) و رادیاتور ( کندانسور ) حرارت خود را به محیط داده و خنک میشود . گاز پر فشار و کم حرارت حاصل به مایع تبدیل میشود و بسوی اواپراتور حرکت میکند . این گاز قبل از ورود به اواپراتور از سیستم ایجاد اختلاف فشار ( لوله موئی یا شیر انبساط ) عبور کرده و وارد اواپراتور میگردد . در صورت عدم استفاده از سیستم ایجاد اختلاف فشار ، فشار کل نقاط سیستم با هم یکی شده و عملاً تبخیر و میعان نخواهیم داشت . مبرد مایع شده ورودی به اواپراتور به دلیل پائین بودن فشار در ناحیه اواپراتور تبخیر شده و با جذب حرارت نهان تبخیر از محیط داخل اتاق ، ایجاد برودت مینماید . مبرد تبخیر شده مجدداً به داخل کمپرسور مکش شده و سیکل فوق تکرار میگردد .

ساختار و اجزای سیستم گرمایش سرمایش GHP

اساس کار این تکنولوژی نیز مانند بسیاری دیگر از سیستم های برودتی و تهویه مطبوع، سیکل تبرید تراکمی بخار می باشد که اجزای اصلی آن عبارتند از:
کمپرسور
کندانسور
اواپراتور
شیر انبساط

ساختار سیستم GHP از دو یونیت مجزا تشکیل شده است :

یونیت داخلی (Indoor Unit)
یونیت خارجی (Outdoor unit)
در یونیت خارجی معمولا مبدل های حرارتی، فن های دمنده، کمپرسورها و موتور احتراقی گاز سوز قرار می گیرند که در شکل زیر می توانید اجزای یونیت خارجی در یک سیستم GHP را مشاهده کنید. در یونیت خارجی، تجهیزات پر فشار سیکل تبرید شامل کمپرسور، کندانسور بهمراه موتور احتراق داخلی گاز سوز بکار گرفته می شوند. یونیتی که خارج از ساختمان و در فضای آزاد نصب می گردد.
                                                                     
                 شکل(1):اجزای یونیت خارجی در یک سیستم GHP
یونیت های داخلی در این نوع سیستم همانند میزان تنوع در فن کویل ها بوده که با توجه به کاربری ساختمان انتخاب خواهد شد.دریونیت  داخلی، اواپراتور به عنوان مؤلفه کم فشار سیکل تبرید قرار می گیرد.یونیت داخلی و یونیت خارجی از طریق اتصالات و لوله های حاوی جریان مبرد به یکدیگر متصل می شوند.

مزایای استفاده از موتور گاز سوز

درسیستم های EHP که مبتنی بر موتورهای الکتریکی هستند، معمولا یک منبع تغذیه سه فاز طراحی شده است. کمپرسور به طور معمول 96٪ از انرژی الکتریکی را در واحد خارجی  (Outdoor unit)مصرف می کند، 4٪ باقی مانده صرف فن ها و سیستم کنترل می شود GHP یک سیستم هوشمند است که دارای عملکردی کاملتر از یک سیستم VRF  الکتریکی معمولی( EHP )  می باشد و به جای استفاده از نیروی برق برای کار کمپرسور از نیروی ایجاد شده توسط یک موتور احتراقی درون سوز شبیه به موتور خودروی چهار سیلندر استفاده می کند، این موتور با عملکرد خود در دورهای متفاوت مشابه اینورتر در سیستم الکتریکی  بر اساس مقدار نیاز واحدهای داخلی، دور کمپرسورهایی را که مستقیما به آن کوپل شده اند را کنترل و تغییر می دهد. تغییرات دور موتور توسط یک سیستم میکرو کامپیوتر کنترل می شود و عملکردی مشابه اینورتر در سیستم EHP را دارد. عملیات ایجاد سرمایش GHP کاملا مشابه و دارای همان کارایی یک سیستم EHP است، یعنی نیازهای سرمایشی مجموعه ای از واحدهای متصل شده به محیط داخلی(Indoor units)  را با کمپرسورهای سرعت متغیر تامین می کند. اما عملیات های ایجاد گرمایش کاملا بهبود یافته است، در فصل زمستان در شرایط محیط بسیار سرد، عملکرد گرمایشی سیستم GHP به نحو موثری نگهداری می شود، زیرا حرارت اتلاف شده ناشی از موتور به عنوان یک منبع حرارتی ثانویه به منظور افزایش راندمان خروجی پمپ گرمایشی مورد استفاده قرار می گیرد. بنابراین کاهش راندمان سیستم های EHP در شرایط محیطی بسیار سرد در سیستم GHP  مشاهده نمی شود. در سیستم GHP از طریق یک مبدل حرارتی، انرژی حرارتی حاصل از گرمای موتور به مایع مبرد انتقال داده می شود و در نتیجه COP عملکرد پمپ حرارتی افزایش می یابد. علاوه بر این، وجود مبدل حرارتی، سیستم را بی نیاز از سیکل یخ زدایی می کند، بنا براین GHP می تواند 100% کارایی گرمایشی را ارائه نماید و از آنجا که منبع حرارت ثابت است، زمان لازم برای رسیدن به گرمای مطلوب از لحظه استارت اولیه نیز کاهش می یابد.
نتایج بررسی ها نشان داده است که در صورت استفاده از سیستم GHP، آلاینده CO2 کاهش یافته و در نتیجه آلودگی هوا کمتر می شود. در واقع گاز طبیعی یکی از پاکیزه ترین سوخت های فسیلی است و این همان دلیلی است که از این گاز در موتور خودروها نیز استفاده می شود.
 
دیدگاه خود را ارائه دهید
لطفا دیدگاهتان را در فرم زیر درج نمایید.
کد امنیتی نمایش داده شده در تصویر بالا را وارد فرمایید.