PV-دوہری کنڈینسر کے ساتھ معاون ہیٹ پمپ پروٹوٹائپ 7.59 کارکردگی کے قابلیت تک پہنچ گیا
Mar 03, 2026
اسپین میں ایلچے کی میگوئل ہرنینڈز یونیورسٹی کے محققین نے ایک ہوا-پانی سے-ہیٹ پمپ سسٹم ڈیزائن کیا ہے جو گھریلو گرم پانی (DHW) کی پیداوار کو مرکزی دن کی روشنی کے اوقات میں منتقل کر سکتا ہے، اس طرح PV پاور جنریشن کا زیادہ سے زیادہ استعمال ہوتا ہے۔
سسٹم کا نیاپن ایک یونٹ کے بجائے دو کنڈینسر کے استعمال میں ہے۔
محققین نے وضاحت کی کہ ایک روایتی کمپیکٹ گھریلو گرم پانی (DHW) ہیٹ پمپ میں ایک کمپریسر، evaporator، ایکسپینشن والو، اور اسٹوریج ٹینک کے نچلے حصے میں لپٹا ہوا کنڈینسر شامل ہوتا ہے، جو قدرتی کنویکشن کے ذریعے پانی کے پورے حجم کو گرم کرتا ہے۔ مجوزہ ڈوئل-کمڈینسر کنفیگریشن معیاری اجزاء کو برقرار رکھتے ہوئے، آپریٹنگ موڈ کو منتخب کرنے کے لیے ایک بہتر کنٹرول سسٹم کے ساتھ مل کر ٹینک کے اوپری حصے میں ایک دوسرے کنڈینسر کا اضافہ کرتی ہے۔
نچلے اور اوپری دونوں کنڈینسر ٹینک کی دیوار اور موصلیت کی تہہ کے درمیان نصب سرپل ٹیوبوں پر مشتمل ہوتے ہیں۔ جب نچلا کنڈینسر کام کرتا ہے، تو حرارت 215-لیٹر ٹینک کے نچلے حصے تک پہنچائی جاتی ہے، جس سے سطح بندی کو فروغ ملتا ہے اور پورے حجم کو گرم کیا جاتا ہے۔ جب اوپری کنڈینسر کو چالو کیا جاتا ہے، تو ٹینک کا صرف اوپر والا حصہ ہی گرم ہوتا ہے، جس سے زیادہ ٹارگٹڈ آپریشن اور کم توانائی کا ذخیرہ ہوتا ہے۔
پروٹوٹائپ کو کمرشل اسپلٹ-ٹائپ ایئر-سے-واٹر ہیٹ پمپ تک تیار کیا گیا تھا جو 600 ڈبلیو اسکرول کمپریسر اور R134a ریفریجرینٹ سے لیس تھا۔ اصل 2,400 W برقی مزاحمتی ہیٹر کو خصوصی طور پر ہیٹ پمپ موڈ میں آپریشن کو یقینی بنانے کے لیے منقطع کر دیا گیا تھا۔ سسٹم میں 14 C پر 3.17 کا ایک مینوفیکچرر-ریٹیڈ گتانک آف پرفارمنس (COP) تھا۔ ترمیمات میں دوسرے کنڈینسر کو مربوط کرنا، ریفریجریشن سرکٹ کو دوبارہ ڈیزائن کرنا، اور حقیقت پسندانہ DHW اور PV آپریٹنگ حالات میں جانچ کے لیے کنٹرول سسٹم کو اپ گریڈ کرنا شامل ہے۔
تجرباتی سیٹ اپ کو پانی کے ضیاع سے بچنے کے لیے بند-لوپ سسٹم کا استعمال کرتے ہوئے حقیقی گھریلو DHW کی مانگ کو نقل کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا تھا۔ اس میں دو موسمی چیمبرز، دوہری-کنڈنسر ہیٹ پمپ، 600 ڈبلیو پی وی انسٹالیشن، اور ایک کنٹرول شدہ ہائیڈرولک سرکٹ شامل تھے۔ ہیٹ پمپ گرڈ اور پی وی سسٹم دونوں سے منسلک تھا، گرڈ میں فراہم کی جانے والی اضافی بجلی کے لیے مالی معاوضے پر غور نہیں کیا گیا۔
ایک معاون ٹینک، سرکولیشن پمپ، اور واٹر چِلر نے مینز کی سپلائی کے حالات کی تقلید کے لیے پانی کے داخلی درجہ حرارت کو 10 C پر برقرار رکھا۔ ایک Arduino میگا کنٹرولر نے خودکار جانچ کے قابل بنانے کے لیے پمپ، والوز، چلر اور ہیٹ پمپ کا انتظام کیا۔ یہ نظام 30 درجہ حرارت کے سینسر، فلو میٹرز، اور برقی نگرانی کے آلات سے بھی لیس تھا، جس میں ایک منٹ کے وقفوں سے ڈیٹا ریکارڈ کیا جاتا تھا۔
محققین نے 18 سینٹی گریڈ کے محیطی درجہ حرارت پر تین کنفیگریشنز کا جائزہ لیا: ایک روایتی سنگل-کنڈینسر ہیٹ پمپ، وہی سسٹم جو PV کے ساتھ مل کر، اور PV کے ساتھ دوہری-کنڈینسر ہیٹ پمپ۔ ٹیسٹوں نے EN 16147 پر مبنی DHW کھپت کی پروفائل کی پیروی کی، جس سے سپلائی کا درجہ حرارت 45 سینٹی گریڈ سے زیادہ ہے۔
نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ دوہری-کنڈینسر کنفیگریشن نے اسٹریٹیفکیشن کنٹرول کو بہتر بنایا، توانائی کی مجموعی کھپت کو کم کیا، اور DHW سروس کے معیار کو برقرار رکھا جب کہ PV سیلف-کھپت میں نمایاں اضافہ ہوا۔
تجزیہ سے پتہ چلا کہ ہیٹ پمپ کا اوسط موسمی COP سنگل-کنڈینسر کنفیگریشن میں 3.55 اور PV کے ساتھ ملا کر 3.65 تک پہنچ گیا۔
"جیسا کہ توقع کی گئی ہے، دونوں قدریں ایک جیسی ہیں، کیونکہ ان کے درمیان آپریٹنگ موڈ میں کوئی فرق نہیں ہے،" تحقیقی ٹیم نے زور دیا۔ "تیسرے ٹیسٹ میں، دو کنڈینسر اور ایک بہتر کنٹرول حکمت عملی کے ساتھ جو پانی کے کم درجہ حرارت کے ساتھ آپریشن کی اجازت دیتا ہے، یہ کارکردگی 3.71 تک بڑھ جاتی ہے۔ DHW سروس کی کارکردگی کا تجزیہ کرتے وقت یہ رجحان زیادہ واضح ہوتا ہے، جہاں نتائج پہلے دو آپریٹنگ موڈز کے لیے 3.08 اور 3.12 ہیں اور PVD7 کے ساتھ 3.08 اور 3.12 کنفیگریشنز کے ساتھ۔ چونکہ ٹینک دو کنڈینسر کے ساتھ ترتیب میں ٹھنڈا ہے، وہاں گرمی کے نقصانات کم ہیں۔"
اس دوران، دوہری-کمڈینسر سسٹم کے ساتھ شمسی توانائی کی خود-کھپت، 9.9% سے بڑھ کر 55.5% ہو گئی۔
"نتائج فی گھنٹہ یا روزانہ کی بجائے زیادہ سے زیادہ منٹ-بائی{-منٹ کے حساب کی بنیاد کا استعمال کرتے ہوئے، فوری خود-کھپت پر غور کرنے کی ضرورت کو بھی اجاگر کرتے ہیں، کیونکہ بعد کے نتیجے میں غیر حقیقی طور پر زیادہ شمسی شراکتیں ہوتی ہیں،" ماہرین تعلیم نے نتیجہ اخذ کیا۔ "PV پینلز کے ذریعے فراہم کی جانے والی توانائی پر غور کرتے ہوئے، HP کی کارکردگی کا دوبارہ جائزہ لیا جا سکتا ہے، جس کے نتیجے میں ایک کنڈینسر کے ساتھ کام کرنے پر COP 3.46 اور دوہری کنڈینسر کنفیگریشن کے ساتھ کام کرنے پر 7.59 ہوتا ہے۔"
شمسی توانائی میں شائع ہونے والے "ڈوئل کنڈینسر کے ساتھ فوٹو وولٹک ہیٹ پمپ کے نئے ڈیزائن کے تجرباتی تشخیص" میں اس نظام کی وضاحت کی گئی تھی۔