1. তাপগতিবিদ্যা পটভূমি
কারনোট চক্রের ভিত্তিতে, বায়ু উত্স তাপ পাম্পের তত্ত্বগত সর্বোচ্চ সিওপি নিম্নরূপ সংজ্ঞায়িত করা হয়ঃ
COP_max = T_hot / (T_hot - T_cold)
যেখানে T হল কেলভিনে পরম তাপমাত্রা। সূত্রটি দেখায় যে উৎস এবং সিঙ্ক এর মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য যত ছোট, কার্যকারিতা তত বেশি।
আসল সিস্টেমে, প্রকৃত অপারেটিং তাপমাত্রা এই তাত্ত্বিক সর্বোচ্চের চেয়ে অনেক কম। এএসএইচআরএই হ্যান্ডবুক (2020) অনুসারে,আধুনিক বায়ু উত্স তাপ পাম্পগুলি সাধারণত তাপীয় ক্ষতি এবং উপাদানগুলির অকার্যকরতার কারণে কেবলমাত্র 40% থেকে 60% কার্নো সীমা অর্জন করে.
ইঞ্জিনিয়ারিং ইনসাইটঃ কার্নোট নীতি একটি মূল্যবান মুল্যমান, কিন্তু বাস্তব বিশ্বের সিস্টেম আচরণ কম্প্রেসার কর্মক্ষমতা দ্বারা চালিত হয়, রেফ্রিজারেন্ট তাপীয় পদার্থগত বৈশিষ্ট্য,এবং সিস্টেম নিয়ন্ত্রণ কৌশল.
2. ক্ষেত্রের তথ্য
ইউরোপীয় এয়ার সোর্স হিট পাম্প অ্যাসোসিয়েশন (ইএইচপিএ) মৌসুমী পারফরম্যান্স পরীক্ষার ফলাফল সরবরাহ করে যা পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার পতনের প্রভাবকে তুলে ধরেঃ
যখন বাইরের তাপমাত্রা ৭ ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে -৭ ডিগ্রি সেলসিয়াসে নেমে আসে:
বায়ু উত্স তাপ পাম্পের সিওপি 4.2 থেকে 3.1 (-26%) এ নেমে আসে
গ্রাউন্ড সোর্স তাপ পাম্পের সিওপি 5.1 থেকে 4.3 (-16%) এ নেমে আসে
উষ্ণায়নের চাহিদা বেশি জলবায়ু অঞ্চলে এই প্রবণতা প্রচলিত। উদাহরণস্বরূপ, দক্ষিণ ফিনল্যান্ডে, কিছু আবাসিক ইউনিটে দীর্ঘস্থায়ী ঠান্ডা আবহাওয়ার সময় ২.০ এর নিচে সিওপি মান রেকর্ড করা হয়েছে।
3. সিওপি হ্রাস প্রক্রিয়া
নিম্ন বাইরের তাপমাত্রা নিম্নলিখিত কারণে বায়ু উত্স তাপ পাম্পের COP এর উল্লেখযোগ্য হ্রাস করতে পারেঃ
1) কম বাষ্পীভবন চাপ, উচ্চতর কম্প্রেসার চাপ অনুপাত এবং শক্তি খরচ বৃদ্ধি
2) শীতল পদার্থের ভর প্রবাহ হ্রাস, বাষ্পীভবন থেকে তাপ স্থানান্তর হ্রাস
3) ঘন ঘন ডিফ্রস্ট চক্র, যা সহায়ক শক্তি গ্রাস করে এবং স্থিতিশীল অবস্থা অপারেশন ব্যাহত করে
1. তাপগতিবিদ্যা পটভূমি
কারনোট চক্রের ভিত্তিতে, বায়ু উত্স তাপ পাম্পের তত্ত্বগত সর্বোচ্চ সিওপি নিম্নরূপ সংজ্ঞায়িত করা হয়ঃ
COP_max = T_hot / (T_hot - T_cold)
যেখানে T হল কেলভিনে পরম তাপমাত্রা। সূত্রটি দেখায় যে উৎস এবং সিঙ্ক এর মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য যত ছোট, কার্যকারিতা তত বেশি।
আসল সিস্টেমে, প্রকৃত অপারেটিং তাপমাত্রা এই তাত্ত্বিক সর্বোচ্চের চেয়ে অনেক কম। এএসএইচআরএই হ্যান্ডবুক (2020) অনুসারে,আধুনিক বায়ু উত্স তাপ পাম্পগুলি সাধারণত তাপীয় ক্ষতি এবং উপাদানগুলির অকার্যকরতার কারণে কেবলমাত্র 40% থেকে 60% কার্নো সীমা অর্জন করে.
ইঞ্জিনিয়ারিং ইনসাইটঃ কার্নোট নীতি একটি মূল্যবান মুল্যমান, কিন্তু বাস্তব বিশ্বের সিস্টেম আচরণ কম্প্রেসার কর্মক্ষমতা দ্বারা চালিত হয়, রেফ্রিজারেন্ট তাপীয় পদার্থগত বৈশিষ্ট্য,এবং সিস্টেম নিয়ন্ত্রণ কৌশল.
2. ক্ষেত্রের তথ্য
ইউরোপীয় এয়ার সোর্স হিট পাম্প অ্যাসোসিয়েশন (ইএইচপিএ) মৌসুমী পারফরম্যান্স পরীক্ষার ফলাফল সরবরাহ করে যা পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার পতনের প্রভাবকে তুলে ধরেঃ
যখন বাইরের তাপমাত্রা ৭ ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে -৭ ডিগ্রি সেলসিয়াসে নেমে আসে:
বায়ু উত্স তাপ পাম্পের সিওপি 4.2 থেকে 3.1 (-26%) এ নেমে আসে
গ্রাউন্ড সোর্স তাপ পাম্পের সিওপি 5.1 থেকে 4.3 (-16%) এ নেমে আসে
উষ্ণায়নের চাহিদা বেশি জলবায়ু অঞ্চলে এই প্রবণতা প্রচলিত। উদাহরণস্বরূপ, দক্ষিণ ফিনল্যান্ডে, কিছু আবাসিক ইউনিটে দীর্ঘস্থায়ী ঠান্ডা আবহাওয়ার সময় ২.০ এর নিচে সিওপি মান রেকর্ড করা হয়েছে।
3. সিওপি হ্রাস প্রক্রিয়া
নিম্ন বাইরের তাপমাত্রা নিম্নলিখিত কারণে বায়ু উত্স তাপ পাম্পের COP এর উল্লেখযোগ্য হ্রাস করতে পারেঃ
1) কম বাষ্পীভবন চাপ, উচ্চতর কম্প্রেসার চাপ অনুপাত এবং শক্তি খরচ বৃদ্ধি
2) শীতল পদার্থের ভর প্রবাহ হ্রাস, বাষ্পীভবন থেকে তাপ স্থানান্তর হ্রাস
3) ঘন ঘন ডিফ্রস্ট চক্র, যা সহায়ক শক্তি গ্রাস করে এবং স্থিতিশীল অবস্থা অপারেশন ব্যাহত করে
