کتاب پمپ حرارتی

کتاب پمپ حرارتی (درس‌نامه‌ی تهویه‌ی مطبوع؛ جلد دهم) نوشته‌ محمدرضا سلطاندوست که توسط نشر یزدا منتشر شده، به معرفی جامع پمپ‌های حرارتی، اجزا، نحوه‌ی کار و شیوه‌های طراحی، نصب و بهره‌برداری از آن‌ها در سیستم‌های تهویه‌ی مطبوع و گرمایش می‌پردازد. نویسنده که هم مترجم و هم مؤلف این اثر است باتکیه‌بر منابع فنی معتبر و تجربه‌ی میدانی، پمپ حرارتی را به‌عنوان یک دستگاه دو فصلی معرفی کرده است که می‌تواند هم سرمایش و هم گرمایش را با یک مدار تبرید تراکمی برگشت‌پذیر تأمین کند. در این کتاب ابتدا مفهوم چرخه‌ی تبرید تراکم–بخار و نقش اجزایی مانند کمپرسور، کندانسور، اواپراتور، وصاله‌ی انبساطی و شیر چهارراهه توضیح داده شده است و سپس انواع پمپ‌های حرارتی منبع آب، منبع هوا، آب به آب و سیستم‌های متصل به زمین بررسی شده‌اند. متن کتاب سرشار از مثال‌های کاربردی در ساختمان‌های اداری، هتل‌ها، فضاهای پیرامونی و داخلی و نیز ترکیب پمپ حرارتی با چیلر و هواساز است. نسخه‌ی الکترونیکی این اثر را می‌توانید از طاقچه خرید و دانلود کنید.

درباره کتاب پمپ حرارتی

کتاب پمپ حرارتی نوشته‌ی محمدرضا سلطاندوست با تمرکز بر کارکرد و طراحی سیستم‌های پمپ حرارتی منبع آب نوشته شده است و در همان فصل‌های ابتدایی، جایگاه این دستگاه را در میان تجهیزات دو فصلی سرمایش و گرمایش روشن می‌کند. نویسنده در این کتاب ابتدا توضیح داده که پمپ حرارتی چگونه با استفاده از چرخه‌ی تبرید تراکم–بخار، گرما را از یک محیط به محیط دیگر منتقل می‌کند و چرا تنها با افزودن یک شیر چهارراهه می‌توان همان مدار تبرید را برای هر دو حالت سرمایش و گرمایش به‌ کار گرفت. فصل پمپ حرارتی و چرخه‌ی تبرید تراکم–بخار، مسیر مبرد در اواپراتور، کمپرسور، کندانسور و وصاله‌ی انبساطی را مرحله‌به‌مرحله شرح داده است و نشان داده که چگونه تغییر فشار و دما، امکان تبخیر و میعان را فراهم می‌کند. 

کتاب پمپ حرارتی اثر محمدرضا سلطاندوست در ادامه به معرفی انواع پمپ‌های حرارتی منبع آب، منبع هوا و آب به آب پرداخته است و تأکید کرده که تمرکز اصلی اثر بر نوع منبع آب است، نوعی که می‌تواند در قالب واحدهای افقی، عمودی، کنسولی، پشت‌بامی و واحد–فن در فضاهای مختلف نصب شود. در همین بخش‌ها، اجزای داخلی مانند کمپرسورهای رفت‌وبرگشتی، دوار و اسکرول، مبدل‌های حرارتی مبرد–هوا و مبرد–آب، شیرهای انبساطی حرارتی و الکترونیکی و شیر معکوس‌کننده معرفی شده‌اند. در فصل‌های میانی، کتاب پمپ حرارتی ساختار یک سیستم منبع آب حلقه‌بسته را تشریح کرده است، سیستمی که در آن چندین پمپ حرارتی به یک حلقه‌ی آب مشترک متصل می‌شوند و برج خنک‌کننده به‌عنوان دافع گرما و دیگ یا منبع گرما به‌عنوان اضافه‌کننده‌ی گرما عمل می‌کند. 

فصل‌های بعدی به مزایا و مشکلات سیستم منبع آب، طراحی شبکه‌ی لوله‌کشی مستقیم و با برگشت معکوس، تجهیزات جانبی حلقه‌ی آب مانند صافی، جداکننده‌ی هوا، منبع انبساط، شیرهای متعادل‌کننده و کنترل‌کننده‌ها اختصاص یافته است، سپس مباحثی مانند انواع دافع گرما (برج خنک‌کننده‌ی باز با مبدل میانی، برج مدار بسته، گرماگیرهای طبیعی)، اضافه‌کننده‌ی گرما، منابع ذخیره‌ی آب‌گرم، گرمکن الکتریکی، طراحی شبکه‌ی کانال هوا، سیستم اختصاصی تأمین هوای تازه، پیش‌سرمایش و پیش‌گرمایش، بازیافت گرمای هوای تخلیه، کنترل متمرکز، سیستم‌های منبع زمینی با حلقه‌های عمودی، افقی، مارپیچی، آب سطحی و آب زیرزمینی، سیستم‌های ترکیبی با چیلر و واحدهای حجم متغیر، نگهداری، محافظت در برابر یخ‌زدگی، آکوستیک و کنترل رطوبت مطرح شده است. در مجموع، این کتاب تصویری نسبتاً کامل از چرخه‌ی تبرید، اجزای پمپ حرارتی، چیدمان‌های مختلف منبع آب و منبع زمینی و نیز چالش‌های طراحی، بهره‌برداری و نگهداری آن‌ها ارائه کرده است.

خلاصه کتاب پمپ حرارتی

کتاب پمپ حرارتی با مقدمه‌ای کوتاه آغاز می‌شود و پمپ حرارتی را به‌عنوان دستگاهی دو فصلی معرفی می‌کند که با یک مدار تبرید تراکمی برگشت‌پذیر، هم سرمایش و هم گرمایش را تأمین می‌کند. در همان ابتدا به استفاده از انرژی زمین‌گرمایی، کاربردهای مرکزی و محلی و تنها عیب اصلی یعنی مصرف برق اشاره شده است. در فصل چرخه‌ی تبرید تراکم–بخار، چرخه پایه توضیح داده می‌شود: تبخیر مبرد در اواپراتور، تراکم در کمپرسور، دفع گرما در کندانسور و افت فشار در شیر انبساطی، سپس با افزودن شیر چهارراهه، معکوس شدن مسیر و تبدیل سیستم به حالت گرمایش و سرمایش شرح داده می‌شود.

در ادامه، پمپ حرارتی منبع آب معرفی می‌شود که شامل کمپرسور، مبدل‌ها، شیر معکوس‌کننده و تجهیزات جانبی است. انواع آن از نظر نصب (افقی، عمودی، کنسولی، پشت‌بامی و…) و کاربرد در فضاهای مختلف ساختمان بررسی می‌شود. در بخش راهبری، عملکرد حلقه‌ی آب در تابستان، زمستان و فصل‌های میانی توضیح داده شده است، به‌طوری‌که در تابستان برج خنک‌کننده گرما را دفع می‌کند و در زمستان دیگ آب‌گرم گرمایش را تأمین می‌کند و در میانه‌ی فصل‌ها امکان بازیافت گرما بین واحدها وجود دارد.

مزایا مانند بازیافت گرما، کنترل مستقل فضاها و انعطاف‌پذیری طراحی و چالش‌هایی مانند صدا، نگهداری و طراحی لوله‌کشی بررسی شده‌اند؛ همچنین الگوهای لوله‌کشی، تجهیزات دفع و اضافه‌کننده‌ی گرما، منبع ذخیره‌ی آب‌گرم و تفاوت جریان ثابت و متغیر توضیح داده شده است. در ادامه، طراحی کانال هوا، تأمین هوای تازه، بازیافت انرژی، کنترل سیستم و هماهنگی برج و دیگ مطرح می‌شود، سپس سیستم‌های منبع زمینی شامل حلقه‌های عمودی، افقی، آب سطحی و آب زیرزمینی معرفی شده‌اند. در پایان، ترکیب با چیلر و هواساز، نگهداری دوره‌ای، محافظت در برابر یخ‌زدگی، ملاحظات صوتی و کنترل رطوبت و دوباره‌گرمایش بررسی شده است.

چرا باید کتاب پمپ حرارتی را بخوانیم؟

کتاب پمپ حرارتی برای درک منسجم پمپ‌های حرارتی در مقیاس ساختمان، مسیری پیوسته از اصول تبرید تا طراحی حلقه‌ی آب و سیستم‌های زمین‌گرمایی ارائه می‌دهد. کتاب نشان می‌دهد پمپ حرارتی چگونه می‌تواند هم‌زمان سرمایش، گرمایش و در بسیاری موارد بازیافت گرما را انجام دهد و چه تفاوتی با ترکیب چیلر–دیگ دارد. در ادامه، اجزای مدار تبرید، مبدل‌ها، شیر انبساطی و شیر معکوس‌کننده معرفی می‌شوند و نقش تغییر مسیر مبرد در حالت‌های سرمایش و گرمایش توضیح داده می‌شود، سپس نگاه کتاب از یک دستگاه منفرد به سطح سیستم گسترش می‌یابد، جایی که چند پمپ حرارتی به حلقه‌ی آب مشترک، برج خنک‌کننده، دیگ، شبکه کانال و سیستم کنترل متصل هستند.

در این سطح، موضوعاتی مانند بازیافت گرما بین فضاها، طراحی حلقه‌های زمین‌گرمایی، استفاده از آب سطحی و زیرزمینی، ترکیب با چیلر و سیستم‌های حجم متغیر و مسائل عملی مانند صدا، نگهداری، یخ‌زدگی و کنترل رطوبت بررسی می‌شود. در نتیجه، کتاب پمپ حرارتی را نه‌فقط یک تجهیز، بلکه بخشی از یک سیستم کامل تهویه‌ی مطبوع و گرمایش معرفی می‌کند.

خواندن کتاب پمپ حرارتی را به چه کسانی پیشنهاد می‌کنیم؟

کتاب پمپ حرارتی به دانشجویان و دانش‌آموختگان مهندسی مکانیک، گرایش حرارت و سیالات و تهویه مطبوع پیشنهاد می‌شود که به‌دنبال منبعی فشرده برای آشنایی با پمپ‌های حرارتی منبع آب و منبع زمینی هستند. این اثر همچنین به طراحان و مجریان سیستم‌های تأسیسات ساختمانی، تکنسین‌های بهره‌برداری و نگهداری و مدیران فنی ساختمان‌هایی مانند هتل‌ها، مجتمع‌های اداری و مسکونی چندواحدی که با موضوع انتخاب، نصب یا بهینه‌سازی سیستم‌های دو فصلی سروکار دارند، توصیه می‌شود.