एयर सोर्स हीट पंप को इलेक्ट्रिक बैकअप हीट की आवश्यकता क्यों होती है?

एक एयर सोर्स हीट पंप (ASHP) एक अत्यधिक कुशल हीटिंग और कूलिंग सिस्टम है। हालांकि, लगातार इनडोर आराम सुनिश्चित करने के लिए, इसे अक्सर इलेक्ट्रिक बैकअप हीट से सुसज्जित किया जाता है - जिसे "सहायक हीट" या "आपातकालीन हीट" भी कहा जाता है। इस बैकअप हीटिंग की आवश्यकता थर्मोडायनामिक्स, परिचालन यांत्रिकी और अर्थशास्त्र से संबंधित विचारों से उत्पन्न होती है।

1. ठंडे मौसम में हीटिंग क्षमता में कमी (संतुलन बिंदु)
हीट पंप बाहरी हवा से गर्मी निकालकर और उसे घर के अंदर स्थानांतरित करके काम करते हैं। जैसे-जैसे बाहरी तापमान गिरता है, सिस्टम के लिए गर्मी निकालना अधिक कठिन हो जाता है, जिससे हीट पंप की हीटिंग क्षमता कम हो जाती है। साथ ही, क्योंकि घर से ठंडे बाहरी वातावरण में गर्मी का नुकसान होता है, भवन की हीटिंग की मांग बढ़ जाती है। वह तापमान जिस पर हीट पंप की हीटिंग क्षमता घर के हीटिंग लोड से बिल्कुल मेल खाती है, उसे "संतुलन बिंदु" के रूप में जाना जाता है। जब बाहरी तापमान इस बिंदु से नीचे गिर जाता है, तो हीट पंप अपनी हीटिंग की मांग को पूरा नहीं कर पाता है; इस स्तर पर, इनडोर तापमान बनाए रखने के लिए इलेक्ट्रिक बैकअप हीट की आवश्यकता होती है।

2. डीफ़्रॉस्ट चक्र
ठंडी, आर्द्र परिस्थितियों में, हवा से नमी संघनित हो सकती है और हीट पंप के बाहरी कॉइल पर जमा हो सकती है, जिससे बर्फ की एक परत बन जाती है जो इसकी हीटिंग क्षमता को बाधित करती है। इस बर्फ को हटाने के लिए, सिस्टम अस्थायी रूप से अपने संचालन को उलट देता है (कूलिंग मोड में स्विच करता है) ताकि बर्फ पिघल सके। इस डीफ़्रॉस्ट चक्र के दौरान, इलेक्ट्रिक बैकअप हीटिंग सिस्टम स्वचालित रूप से सक्रिय हो जाता है ताकि ठंडी हवा को वेंट के माध्यम से घर में जाने से रोका जा सके।

3. सिस्टम साइज़िंग और आर्थिक विचार
एचवीएसी सिस्टम को साइज़ करते समय, गर्मी की कूलिंग और सर्दी की हीटिंग दोनों की मांग को ध्यान में रखना चाहिए। कई जलवायु में, चरम गर्मी की कूलिंग के लिए आवश्यक उपकरण क्षमता चरम सर्दी की हीटिंग के लिए आवश्यक क्षमता से कम होती है। हीट पंप को ओवरसाइज़ करने से बचने के लिए - जिससे गर्मी में खराब डीह्यूमिडिफिकेशन, उपकरण की उच्च अग्रिम लागत और यूनिट की लगातार साइक्लिंग (शुरू और बंद) हो सकती है - इंस्टॉलर आमतौर पर कूलिंग लोड या औसत हीटिंग लोड के साथ बेहतर संरेखण के लिए सिस्टम को साइज़ करते हैं। सर्दी के सबसे ठंडे दिनों या हफ्तों के दौरान, सिस्टम किसी भी हीटिंग की कमी को लागत प्रभावी ढंग से पूरा करने के लिए इलेक्ट्रिक सहायक हीटिंग को संलग्न करता है।

4. आपातकालीन अतिरेक
सहायक हीटिंग एक महत्वपूर्ण सुरक्षा उपाय के रूप में भी काम करता है। यदि हीट पंप का प्राथमिक कंप्रेसर विफल हो जाता है - या यदि सिस्टम अत्यधिक ठंड का सामना करता है जो इसकी डिज़ाइन सीमाओं से अधिक है - तो इलेक्ट्रिक सहायक हीटिंग सिस्टम यह सुनिश्चित करता है कि घरेलू पाइप जम न जाएं और फट न जाएं, जबकि घर के रहने वालों को सुरक्षित रखता है।

दक्षता के व्यापार-बंद
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि इलेक्ट्रिक प्रतिरोध सहायक हीटिंग हीट पंप की तुलना में काफी कम कुशल है। जबकि आधुनिक एयर सोर्स हीट पंप ठंडे मौसम में भी 1.75 या उससे अधिक के प्रदर्शन गुणांक (COP) को बनाए रख सकते हैं, इलेक्ट्रिक प्रतिरोध हीटिंग का COP केवल 1.0 है - जिसका अर्थ है कि यह खपत की गई बिजली की प्रत्येक इकाई के लिए गर्मी की ठीक एक इकाई का उत्पादन करता है। चूंकि सहायक हीटिंग संचालित करने के लिए अधिक महंगा है, इसलिए आधुनिक थर्मोस्टैट्स को इसे केवल तभी सक्रिय करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जब बिल्कुल आवश्यक हो, जैसे कि जब इनडोर तापमान में तेजी से वृद्धि की आवश्यकता हो या अत्यधिक ठंड की अवधि के दौरान।

तकनीकी प्रगति
जैसे-जैसे तकनीक विकसित होती जा रही है, "कोल्ड-क्लाइमेट" एयर सोर्स हीट पंप (ccASHPs) की एक नई पीढ़ी उभरी है, जो बहुत कम तापमान पर अपनी रेटेड हीटिंग क्षमता बनाए रखने में सक्षम है - उदाहरण के लिए, -13°F (-25°C) तक। हालांकि ये उन्नत मॉडल सहायक हीटिंग की आवश्यकता की आवृत्ति को कम करते हैं, इलेक्ट्रिक सहायक हीटिंग अधिकांश प्रतिष्ठानों में एक मानक और व्यावहारिक सुविधा बनी हुई है, जो पूरे वर्ष विश्वसनीय हीटिंग और आराम सुनिश्चित करती है।