کیا عوامل ہیٹ پمپ کی کارکردگی میں کمی کا سبب بنتے ہیں؟
فوسل فیول ہیٹنگ کو تبدیل کرنے کے کلیدی حل کے طور پر سراہا گیا، ہیٹ پمپ ٹیکنالوجی دنیا بھر میں تیزی سے تعینات کی جا رہی ہے۔ تاہم، چونکہ بہت سی تنصیبات حقیقی دنیا کے آپریشن میں نظریاتی کارکردگی کی سطح کو حاصل کرنے میں ناکام رہتی ہیں، اس لیے بنیادی وجوہات کی جانچ پڑتال کی جا رہی ہے۔
برطانیہ کے انرجی سیونگ ٹرسٹ (EST) کے سروے میں ایک چونکا دینے والی حقیقت سامنے آئی: برطانیہ میں 83% نصب ہیٹ پمپس کی کارکردگی کم ہے۔87% 3-ستارہ درجہ بندی کے کم از کم توانائی کی کارکردگی کے معیار کو پورا کرنے میں ناکام ہونے کے ساتھ۔
ای ٹی ایچ زیورخ کی تحقیق نے، متعدد یونیورسٹیوں کے ساتھ مل کر، 10 وسطی یورپی ممالک میں 1,023 ہیٹ پمپوں سے حقیقی دنیا کے آپریشنل ڈیٹا کا تجزیہ کیا۔ انہوں نے اکائیوں کے درمیان کارکردگی میں نمایاں تغیرات پایا - یکساں درجہ حرارت کے حالات میں، کچھ آلات کے درمیان کوفیشینٹ آف پرفارمنس (سی او پی) کا فرق 2-3 گنا تک پہنچ گیا۔. اس تلاش نے صنعت کو ہیٹ پمپ کی کارکردگی کو متاثر کرنے والے اہم عوامل کا دوبارہ جائزہ لینے پر آمادہ کیا ہے۔
01 آلات اور تنصیب کے مسائل
کم ہیٹ پمپ کی کارکردگی کے بنیادی مجرم خود سامان اور تنصیب کے معیار میں ہیں۔ EST سروے کی نشاندہی کی گئی۔ تنصیب کے شعبے کے اندر غیر منظم صنعت کا انتظام ایک بنیادی مسئلہ کے طور پر.
EST میں بزنس ڈویلپمنٹ کے سربراہ سائمن گرین نے واضح طور پر کہا: "جب انسٹال اور صحیح طریقے سے استعمال کیا جائے تو ہیٹ پمپ ٹیکنالوجی برطانیہ کے CO₂ اخراج کو نمایاں طور پر کم کر سکتی ہے۔ تاہم، موجودہ صورتحال ہمارے اندازوں سے کافی مختلف ہے۔
برطانیہ میں، ہیٹنگ اینڈ ہاٹ واٹر انڈسٹری کونسل (ایچ ایچ آئی سی)، جو رہائشی ہیٹ پمپ کی تنصیبات کے لیے ذمہ دار ہے، عوامی طور پر تسلیم کیا گیا مناسب مصنوعات کے انتخاب میں صارفین کی مدد کرنے کے لیے کافی افرادی قوت کی کمی. ماہرین کی رہنمائی کی یہ غیر موجودگی بار بار انتخاب کی غلطیوں کا باعث بنتی ہے، صارفین اکثر سامان خریدتے ہیں جو ان کی عمارت کی خصوصیات سے مماثل نہیں ہوتے۔
آلات کی عمر بڑھنے کا ایک اور موثر قاتل ہے۔ جدید ایئر سورس ہیٹ پمپ مینوفیکچررز اپنے مینٹیننس گائیڈز میں نوٹ کرتے ہیں۔ کمپریسرز اور ہیٹ ایکسچرز جیسے اہم اجزاء وقت کے ساتھ ختم ہو جاتے ہیں۔. ناقص سیلنگ ریفریجرینٹ لیکس کا سبب بنتی ہے، حرارتی/کولنگ کی کارکردگی کو کم کرتی ہے، جب کہ پرانے الیکٹریکل سسٹم آپریشنل استحکام کو براہ راست متاثر کرتے ہیں۔
02 ماحولیاتی اور ڈیزائن کے عوامل
ماحولیاتی حالات کارکردگی کو متاثر کرنے والی دوسری بڑی متغیر ہیں۔ محیطی درجہ حرارت فیصلہ کن طور پر ایئر سورس ہیٹ پمپوں کی حرارتی کارکردگی کو متاثر کرتا ہے۔ کم درجہ حرارت نمایاں طور پر کم کارکردگی کی قیادت.
تنصیب کا مقام بھی اتنا ہی اہم ہے۔ گرمی کے ذرائع یا ریڈی ایٹرز کے قریب جگہ کا تعین ہوا کے بہاؤ کو محدود کرتا ہے، جس سے گرمی کے تبادلے کی کارکردگی کو براہ راست متاثر ہوتا ہے۔ اندرونی نمی اور ہوا کا معیار بھی حرارتی کارکردگی پر جھرنے والے اثرات پیدا کرتا ہے۔
ای ٹی ایچ زیورخ کے بڑے پیمانے پر ڈیٹا کے تجزیے سے پتہ چلا ہے کہ گراؤنڈ سورس ہیٹ پمپس نے 4.90 کی اوسط سی او پی حاصل کی، جو ایئر سورس یونٹس کے 4.03 اوسط سے کہیں زیادہ ہے۔. اہم طور پر، زمینی ذرائع کی کارکردگی بیرونی درجہ حرارت کے اتار چڑھاو سے کم متاثر ہوتی ہے، جو زیادہ مستحکم کارکردگی کا مظاہرہ کرتی ہے۔
تحقیق نے ڈیزائن کی ایک اہم خامی کو بھی بے نقاب کیا: تقریباً 7-11% ہیٹ پمپ سسٹم بڑے سائز کے ہوتے ہیں، جبکہ تقریباً 1% کم سائز کے ہوتے ہیں۔. یہ سائزنگ کی مماثلت زیادہ سے زیادہ حالات میں آپریشن کو روکتی ہے، جس سے توانائی کا ضیاع ہوتا ہے۔
03 نامناسب آپریشن اور دیکھ بھال
ہیٹ پمپ سسٹم کی بحالی کی حیثیت براہ راست اس کی طویل مدتی کارکردگی کو متاثر کرتی ہے۔ معمول کے آپریشن کو یقینی بنانے کے لیے باقاعدہ دیکھ بھال کلیدی حیثیت رکھتی ہے۔اس کے باوجود اس بنیادی ضرورت کو عملی طور پر اکثر نظر انداز کیا جاتا ہے۔
ناقص دیکھ بھال اجزاء کے بند ہونے یا نقصان کا سبب بن سکتی ہے، جبکہ دیکھ بھال کے غیر معیاری طریقے نئے مسائل پیش کرتے ہیں۔ ریفریجرینٹ چارج کی غلط سطحیں - چاہے زیادہ چارج ہو یا کم چارج ہو - حرارتی کارکردگی کو نمایاں طور پر کم کرتا ہے۔ ہیٹ ایکسچینجرز پر صفائی کے نامناسب ایجنٹوں کا استعمال اسی طرح کارکردگی کو نقصان پہنچاتا ہے۔
یورپی تحقیق اس بات کی نشاندہی کرتی ہے۔ ہیٹنگ کریو سیٹنگ کو 1°C تک کم کرنے سے ہیٹ پمپ کی اوسط کارکردگی میں 0.11 سی او پی اضافہ ہو سکتا ہے اور گھریلو توانائی کی کھپت کو 2.61% تک کم کیا جا سکتا ہے۔. بہت سے صارفین اس طرح کے اصلاحی طریقوں سے ناواقف ہیں، جس کی وجہ سے سب سے زیادہ طویل آپریشن ہوتا ہے۔
ریفریجرینٹ کے مسائل کارکردگی کے نقصان کی ایک اور عام وجہ ہیں۔ ریفریجرینٹ کی حرارت لے جانے کی ناکافی صلاحیت فی سائیکل ہیٹ ایکسچینج کو کم کر دیتی ہے۔ کچھ مینوفیکچررز لاگت کو کم کرنے کے لیے غیر معیاری ریفریجرینٹ کا استعمال کرتے ہیں، یا نقل و حمل کے دوران رساو ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں ڈیزائن پانی کے درجہ حرارت تک پہنچنے میں ناکامی ہوتی ہے۔
04 سسٹم کنفیگریشن اور سائزنگ کے مسائل
نامناسب نظام کی ترتیب نا اہلی کی ایک گہری جڑ ہے۔ گھریلو گرم پانی (ڈی ایچ ڈبلیو) کی پیداوار کے لیے وقف کردہ ہیٹ پمپ خلائی حرارت کے لیے استعمال ہونے والی سی او پی قدروں کے مقابلے میں نمایاں طور پر کم دکھاتے ہیں، کیونکہ ڈی ایچ ڈبلیو کو زیادہ بہاؤ درجہ حرارت کی ضرورت ہوتی ہے۔. توانائی کی طلب کی خصوصیات میں یہ فرق اکثر ڈیزائن کے دوران نظر انداز کیا جاتا ہے۔
سائزنگ کے مسائل رہائشی ایپلی کیشنز میں خاص طور پر شدید ہیں۔ ای ٹی ایچ زیورخ کی ٹیم نے سائز کے مناسب ہونے کا اندازہ لگانے کے لیے استعمال کی پیمائشیں تیار کیں، یہ معلوم کرتے ہوئے کہ بڑے یا کم سائز کے نظام نمایاں طور پر عام ہیں۔.
صنعت میں، نظام کے انضمام کے طریقے مجموعی کارکردگی کو تنقیدی طور پر متاثر کرتے ہیں۔ سیمنٹ پلانٹ CO₂ کیپچر پروجیکٹس کے مطالعے سے پتہ چلتا ہے۔ ہائی ٹمپریچر ہیٹ پمپس کو ضم کرنے سے کلینکر کی اضافی لاگت میں 32 فیصد کمی آسکتی ہے۔. تاہم، اس طرح کی اصلاح کو حاصل کرنے کے لیے درست نظام کے ڈیزائن اور انضمام کی صلاحیتوں کی ضرورت ہوتی ہے، جو بہت سے انسٹالرز کے لیے چیلنجز کا باعث بنتے ہیں۔
چین کے مقبول dddhhdual-سپلائی ڈی ڈی ڈی ایچ ایچ نظام (انٹیگریٹڈ کولنگ اور ہیٹنگ) اختراعی ڈیزائن کے ذریعے توانائی کی مجموعی کارکردگی کو بڑھاتے ہیں۔ گرمیوں میں، ریفریجرینٹ کو دیوار سے لگے انڈور یونٹوں کے ذریعے تقسیم کیا جاتا ہے۔ سردیوں میں، گرم پانی زیریں فلور ریڈینٹ ہیٹنگ سسٹم کے ذریعے گردش کرتا ہے، روایتی چینی صحت کے اصول "warm پاؤں، ٹھنڈا سر۔ " آپٹمائزڈ کنفیگریشنز نمایاں کارکردگی کے فوائد حاصل کرتے ہیں۔
05 حل اور مستقبل کا آؤٹ لک
ہیٹ پمپ کی کارکردگی کے چیلنجوں سے نمٹنے کے لیے تکنیکی جدت اور پالیسی ایڈجسٹمنٹ دونوں کی ضرورت ہوتی ہے۔ ہانگ کانگ یونیورسٹی آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی (HKUST) کے محققین کی ایک پیش رفت میں تی₇₈Nb₂₂ لچکدار مرکب شامل ہے، روایتی دھاتوں سے 20 گنا زیادہ درجہ حرارت میں تبدیلی کی کارکردگی کو حاصل کرنا، کارنوٹ کارکردگی کی حد کے 90% تک پہنچنا۔
یہ مواد لچکدار اخترتی کے ذریعے گرم اور ٹھنڈا ہوتا ہے، ٹھوس ریاست ہیٹ پمپ ٹیکنالوجی کے لیے ایک نیا راستہ کھولتا ہے۔ ٹیم فی الحال اس مرکب پر مبنی صنعتی ہیٹ پمپ پروٹو ٹائپ تیار کر رہی ہے۔
آپریشنل نگرانی اور ذہین ایڈجسٹمنٹ عملی کارکردگی کے فوائد پیش کرتے ہیں۔ یورپی محققین قائم کرنے کی سفارش کرتے ہیں۔ تنصیب کے بعد کی کارکردگی کی جانچ کے طریقہ کار کو معیاری بنانا اور صارفین کو ترتیبات کو بہتر بنانے میں مدد کرنے کے لیے ڈیجیٹل ٹولز تیار کرنا۔ سادہ ایڈجسٹمنٹ، جیسے ہیٹنگ کریو کو کم کرنا، کافی توانائی کی بچت پیدا کرتا ہے۔
پالیسی ڈیزائن میں تطہیر کی ضرورت ہے۔ جرمن تجربہ یہ ظاہر کرتا ہے۔ بجلی کی اونچی قیمتیں ہیٹ پمپ کو اپنانے میں رکاوٹ بن سکتی ہیں۔. توانائی کے ٹیکس کے ڈھانچے میں عقلی ایڈجسٹمنٹ، بجلی کو قدرتی گیس کے مقابلے میں زیادہ مسابقتی بنانے سے، فوسل فیول ہیٹنگ کے متبادل کو تیز کرے گا۔
صنعتی ایپلی کیشنز وسیع صلاحیت رکھتے ہیں۔ سیمنٹ پلانٹ CO₂ کیپچر پروجیکٹس جو کہ اعلی درجہ حرارت والے ہیٹ پمپس کو یکجا کرتے ہیں، اخراج کو کم کرنے کے لیے ٹیکنالوجی کی صلاحیت کو ظاہر کرتے ہیں جبکہ اضافی کلینکر کے اخراجات میں 32% کمی کرتے ہیں۔ جیسے جیسے قابل تجدید بجلی پھیلتی ہے اور اعلی درجہ حرارت والی ہیٹ پمپ ٹیکنالوجی پختہ ہوتی ہے، اس طرح کے حل توانائی سے بھرپور صنعتوں کے لیے بنیادی ڈیکاربنائزیشن ٹیکنالوجی بن سکتے ہیں۔
ہیٹ پمپ ٹیکنالوجی کے لیے مستقبل کی ترقی کا راستہ واضح ہوتا جا رہا ہے۔ HKUST مواد کے سائنسدانوں کے ذریعہ تیار کردہ تی₇₈Nb₂₂ لچکدار مرکب لیب میں غیر معمولی کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے۔ صنعتی شعبے نئی سرحدیں تلاش کر رہے ہیں۔ مکینیکل ویپر ریکمپریشن (ایم وی آر) کے ساتھ ہائی ٹمپریچر ہیٹ پمپس کو ملانے والے سیمنٹ پلانٹ کاربن کیپچر پروجیکٹس میں کمی آئی ہے۔ CO₂ کیپچر لاگت €125.9 فی ٹن ہے۔. جیسا کہ یہ اختراعات لیب سے مارکیٹ میں منتقل ہوتی ہیں، ہیٹ پمپ واقعی توانائی کی عالمی منتقلی میں ایک اہم قوت بن جائیں گے۔