집 난방용 열 펌프 : 작동 원리, 모델 검토, 장단점. 히트펌프를 이용한 난방 시스템 개인 주택용 히트펌프

히트펌프- 잠재 열 에너지가 낮은 자원(낮은 온도)에서 온도가 높은 가열 시스템(냉각수)으로 열을 전달하는 기계 장치입니다. 이것을 좀 더 이해하기 쉬운 언어로 설명해보자.

사람들이 벽난로나 난로에 장작을 태워 집을 따뜻하게 하던 시대는 지났습니다. 그들은 다기능 장시간 연소 보일러로 대체되고 있습니다. 주가스 공급이 가능한 지역에서는 난방에 효율적인 가스 설비를 사용합니다. 가스 본관에 접근할 수 없는 장소에서는 점점 더 많이 사용됩니다.

인류는 재생 불가능한 에너지원을 태우는 것이 유망한 사업이 아니며 자원이 점차 고갈된다는 것을 알고 있습니다. 과학자들은 탐색을 멈추지 않는다 열 에너지를 생산하는 새로운 방법할당된 작업을 구현하기 위한 현대적인 메커니즘을 개발합니다.

그러한 프로젝트 중 하나에서 열 펌프가 설계되었습니다. 실제로, 마치대다수에게 열을 발생시키는 장치인 경우, 전기 에너지 없이는 히트펌프의 작동이 불가능합니다. 심각한 차이점은 오일 라디에이터에서와 같이 가열 요소와 같은 가열에 전기가 관여하지 않으며 히트 건의 나선형을 닫지 않는다는 것입니다. 열 펌프에는 가열 요소가 없으며 열 에너지를 생성하지 않으며 열 펌프는 환경에서 소비자(냉각수)까지 전달하는 역할만 합니다.

히트펌프에서 소비되는 전력은 냉매를 압축하고 순환시키기 위해 펌핑하는 데만 소비됩니다.냉매는 꼭 필요한 역할을 합니다. 작업 환경, 환경에서 난방 시스템 및 온수 공급 시스템으로 열을 이동시키는 사람은 바로 그 사람입니다. 이 리뷰는 열 펌프를 선택하는 방법, 작동 원리, 그리고 그러한 장비의 장단점에 대해 배우는 데 도움이 될 것입니다.

난방용 히트펌프

저렴한 자원이 풍부하다면 개인 주택의 전통적인 난방이 여전히 바람직합니다. 문제는 저렴한 소스의 가용성이 제한적일 때 어떻게 해야 하느냐는 것입니다. 대체 솔루션은 열 펌프입니다. 유럽 연합에서 40년이 넘는 운영 경험을 통해 이것이 매우 효과적일 수 있음을 알 수 있습니다.

러시아 연방에서는 히트펌프가 제대로 배포되지 않았습니다. 그 이유는 두 가지 요인이다. 첫째, 석유, 가스, 목재가 풍부합니다. 둘째, 높은 가격과 대중화 부족으로 인해 막혔다. 히트펌프에 대한 정보가 매우 부족하고, 작동 원리가 명확하지 않으며, 이점에 대한 정보도 충분하지 않습니다.

유럽연합에서는 연료 가격이 너무 높아서 지열 난방 시스템이 운영에 이점을 보여줍니다. 예를 들어 최대 95%의 가구가 스웨덴과 노르웨이에서는히트펌프를 주요 난방원으로 사용. 국제에너지기구(International Energy Agency)는 2020년까지 경제협력개발기구(OECD) 국가의 난방용 에너지 수요의 10%를 히트펌프가 제공하기 시작할 것이며, 2050년에는 이 수치가 30%에 도달할 것으로 예측하고 있습니다.

난방용 히트펌프 - 작동 원리

학교 물리학 과정에서 열역학 제2법칙을 상기하면서 뜨거운 물체의 열이 메커니즘 없이 차가운 물체로 전달된다는 것이 확실하게 알려져 있습니다. 비결은 열을 반대 방향으로 전달하는 방법입니다. 이를 위해서는 결과를 보장하는 일련의 조치가 필요합니다.

이는 열 펌프가 우리가 수행하는 데 도움이 되는 작업입니다. 히트펌프 작동에 드는 에너지 비용은 이 프로세스에 포함된 매체 간의 온도 차이에 비례하여 달라집니다.

냉장고 뒤쪽의 검은색 그릴을 만져본 적 있으신가요? 뒷벽이 매우 뜨겁다는 것은 누구나 확인할 수 있습니다. 레이저 고온계를 검은색 격자에 대면 표면 온도가 약 40°C임을 알 수 있습니다. 이러한 방식으로 냉동 장비 엔지니어는 냉동고 내부에서 불필요한 열을 회수합니다.

지난 세기 40년대 후반에 발명가 로버트 웨버(Robert Weber)는 냉장고 라디에이터를 사용하여 불필요한 공기 가열에 주목한 것으로 알려져 있습니다. 발명가는 그것에 대해 생각하고 그것에 간접 가열 보일러를 연결했습니다. 결과적으로 Robert는 필요한 양의 온수를 가구에 공급했습니다. 그때부터 열성팬은 냉장고를 뒤집어서 냉각 장치를 난방 장치로 바꾸는 방법에 대해 생각하기 시작했습니다. 나는 인정해야 한다. 그는 성공했다.

히트펌프는 어떻게 작동하나요?

히트 펌프의 작동 원리는 연중 언제든지 지하에서 어는점 이하로 떨어지면 영하의 온도에 직면하게 된다는 사실에 기초합니다. 서리가 내리지 않는 토양층이 우리 발 바로 아래에 있다는 것이 밝혀졌습니다. 냉동실 뒷벽으로 활용한다면 어떨까요?

냉동기기의 작동원리를 응용하여, 지하에서 집 공간으로 열을 전달하기 위해 냉매가 순환하는 파이프 시스템이 사용됩니다. 프레온 냉매는 지하열에 의해 가열되어 증발하기 시작합니다. 외부의 차가운 공기로 인해 프레온이 응축되어 냉각됩니다.

증발과 가열을 교대로 반복하여 열을 가열함으로써 히트펌프는 냉매를 강제로 순환시킵니다. 압축기는 압력을 생성하여 프레온이 두 열교환기의 튜브를 통해 이동하도록 합니다.

첫 번째 열교환기에서 프레온은 낮은 압력에서 증발하며, 그 동안 바로 주변 대기로부터 열이 흡수됩니다. 그런 다음 동일한 냉매가 고압 압축기에 의해 압축되고 두 번째 코일로 이동하여 응축됩니다. 그런 다음 사이클 초기에 흡수한 열을 방출합니다.

부스터 압축기는 이 과정에서 주요 역할을 합니다. 압력을 높이면 프레온이 응축되어 따뜻한 지구에서 받는 것보다 더 많은 열을 생성합니다. 따라서 + 7 ° C의 접지 양수 값과+24°C의 편안한 집 환경으로 변합니다.

난방에 히트펌프를 사용함으로써 높은 효율을 달성합니다.

전체 구조에는 특별히 전용 전기 배선 라인이 필요하지 않다는 점에 주목하고 싶습니다. 전력 소비량은 가정용 전기 주전자의 에너지 소비량과 비슷합니다. 비결은 열 펌프가 전기를 소비하는 것보다 4배 더 많은 열 에너지를 "생산"한다는 것입니다. 30°C의 심한 서리 속에서 300㎡의 집을 난방하려면 3kW 이하가 소비됩니다.

그러나 지열 펌프 소유자는 처음에 많은 노력을 기울여야 합니다. 연결을 위한 장비 및 자재 비용은 최소 $4,500입니다. 설치 작업과 드릴링을 추가하면 동일한 금액으로 가장 간단한 시스템의 비용이 10,000달러가 되는 것으로 나타났습니다.

비용이 훨씬 더 저렴할 것이 분명합니다. 하지만 매월 지불 10m2당 1kW 기준어쨌든 그래야 할 것이다. 그래서 300제곱미터에 해당하는 것으로 나타났습니다. 집에서는 열 펌프에 소비되는 것보다 30kW - 10배 더 많은 전력이 소요됩니다.

가스 보일러를 사용하여 가스를 가열하는 계산은 열 펌프 작동과 비슷한 월 2000 루블과 거의 동일한 수치를 제공합니다. 불행하게도 모든 사람이 가스화된 지역에 거주하는 것은 아닙니다.

히트펌프에는 부인할 수 없는 장점이 있습니다. 여름에는 이러한 "역냉동고"를 "뒤집어" 사용할 수 있으며 손을 약간만 움직이면 히트 펌프가 에어컨으로 변합니다. 더운 날에는 외부 온도가 +30°C이지만 던전은 시원합니다. 냉각수로 채워진 튜브를 사용하여 펌프는 지하의 냉기를 집으로 전달합니다. 다음으로 팬을 켜서 경제적인 냉각 시스템을 갖추게 됩니다.

운영 관행에 따르면 투자 회수 기간은 3~7년입니다. 스칸디나비아 국가들은 오랫동안 이 방법을 사용하여 이익과 발열을 계산해 왔습니다. 눈에 띄는 예는 지열 장비인 스톡홀름의 거대한 열 펌프입니다. 겨울의 열에너지, 여름의 시원함의 원천은 발트해 바다입니다. 슬로건은 열 펌프에 완전히 적용됩니다. 지금 지불하고 나중에 저장하십시오! 에너지 자원의 가격이 더욱 비싸짐에 따라 절감 효과가 더욱 커지고 있습니다.

히트펌프. 그 효과에 대한 진실.

불행히도 오늘날 모든 것이 효율성 면에서 그렇게 장밋빛인 것은 아닙니다. 소비자를 괴롭히는 주요 질문 중 하나는 히트 펌프 구매 여부입니다. 우리의 조언은 장단점을 신중하게 평가하는 것입니다. 대부분의 경우 기존 제품을 구입하는 옵션이 사용 후 비용이 더 저렴하고 설치가 더 쉬울 것입니다.

히트펌프를 미래의 개념, 즉 열을 발생시키는 새로운 아이디어로 본다면, 그 공학적 아이디어는 확실히 존중받아 마땅합니다. 지열 장비는 작동하고 손으로 만질 수 있으며 매년 점점 더 효율적이 되고 있습니다. 그러나 운영에 지출할 비용을 계산하고 초기 구매 및 설치 비용을 추가하면 다른 유형의 열 발생 장치보다 훨씬 더 많은 비용을 지출할 것이라는 금액을 얻을 가능성이 높습니다. .

열 펌프를 경제 시스템으로 생각하면 작동에 100 루블을 쓰고 300 루블 상당의 열 에너지를 받으면 200 루블의 초과 이익을받을 권리를 위해 많은 돈을 지불했다는 사실을 잊지 마십시오. 그건 그렇고, 유럽 연합에서는 히트 펌프 판매가 정부 프로그램에 의해 지원됩니다.

그래서 핀란드에서는 연간 6만 대 이상의 히트펌프가 판매되고 있으며 판매량은 5%씩 증가하고 있습니다. 그러나 첫째, 값 비싼 전기로 인해 그러한 장비를 사용하면 경제적 효과가 더 높습니다. 핀란드의 전기 요금은 35유로센트로 러시아에 비해 7유로센트입니다. 둘째, 보조금 프로그램은 히트펌프 구입에 대해 3,000유로 상당의 환급을 제공합니다.

가스와 전기 가격이 낮게 유지되는 한 히트펌프를 주요 경쟁자로 도입하는 것은 여전히 어려운 일입니다. 탄화수소 생산 위기나 전력 생산 위기가 발생해야만 대량소비가 가능해진다.

올바른 히트 펌프를 선택하는 방법

첫 단계.

집을 난방하는 데 필요한 열 계산. 주택의 난방 시스템에 포함되는 히트펌프(HP)를 선택하려면 열 수요를 계산하는 것이 중요합니다. 정확한 계산은 불필요한 비용 초과를 방지하는 데 도움이 됩니다. 불필요한 비용이 발생하기 때문입니다.

두 번째 단계.

히트펌프에 어떤 열원을 선택해야 할까요? 이 결정은 많은 구성 요소, 즉 주요 구성 요소에 따라 달라집니다.

금융 구성 요소. 여기에는 장비 자체의 직접 비용뿐만 아니라 지열 프로브 설치 또는 지하 열 회로 배치 작업도 포함됩니다. 이는 현장 자체의 위치는 물론 주변 환경(저수지, 건물, 통신) 및 지질학에 따라 달라집니다.

운영 구성 요소. 주요 비용은 히트펌프의 작동이다. 이 수치는 건물의 난방 모드와 선택한 열원에 따라 달라집니다.

세 번째 단계.

히트펌프 선택을 위한 초기 데이터 분석:

제안된 시스템에 대한 예산.
난방 시스템: 라디에이터, 공기 난방, 바닥 난방.
열 수집기를 배치하기 위해 할당할 수 있는 부지 면적입니다.
현장에서 드릴이 가능한가요?
그러한 결정이 내려지면 지열 탐사선의 깊이를 결정하기 위한 현장의 지질학적 특성.
여름에도 에어컨은 필수인가요?
공기 가열이 가능하거나 향후 계획이 있습니까?
모든 작업과 함께 HP 구매 및 설치에 드는 자본 비용(대략적인 초기 추정치)

순서대로 정리해보자

제안된 시스템의 예산

히트 펌프를 사용하여 난방 시스템을 만들 때 공기-물 회로를 설치할 수 있습니다. 값비싼 굴착 작업이 필요하지 않으므로 자본 투자가 최소화됩니다. 그러나 이 난방 시스템의 작동 단계에서는 낮은 작동 효율성으로 인해 높은 비용이 발생합니다.

운영 비용을 크게 줄이려면 지열 펌프를 설치하는 것이 적합합니다. 사실, 열 회로를 설치하려면 굴착 작업을 수행해야 합니다. 이 시스템은 또한 "수동" 감기를 제공합니다.

난방 시스템: 라디에이터, 공기 난방, 바닥 난방

HP 시스템의 효율을 높이려면 가열 매체의 온도와 열원의 온도 차이를 줄이는 것이 바람직합니다.
아직 난방 시스템을 선택하지 않았다면 난방 시스템을 보다 효율적으로 사용할 수 있는 바닥 난방을 선택하는 것이 좋습니다.

열 수집기를 배치하기 위해 할당할 수 있는 토지 면적

지열 탐사선을 뚫고 설치할 수 없는 경우 수집기 설치 장소의 면적이 중요합니다. 그런 다음 수집기를 수평으로 놓아야하며 가열 된 집 면적보다 약 2 배 더 큰 공간이 필요합니다. 이 지역은 개발에 사용될 수 없으며 햇빛의 흐름을 차단하지 않도록 잔디밭이나 잔디밭 형태로만 사용할 수 있다는 점을 고려해야합니다.

현장에서 드릴이 가능한가요?

현장에서 시추 작업이 가능한 경우(좋은 지질, 접근성, 지하 통신 부족) 가장 좋은 해결책은 지열 탐사선을 설치하는 것입니다. 안정적이고 장기적인 열원을 제공합니다.

그러한 결정이 내려진 경우 지열 탐사선의 깊이를 결정하기 위한 현장의 지질학적 특성

총 굴착 깊이를 계산한 후에는 현장 계획을 검토하고 천공 깊이를 확보하는 방법을 결정해야 합니다. 실제로 한 우물의 깊이는 일반적으로 150m를 초과하지 않습니다.

따라서 예를 들어 예상 시추 깊이가 360m인 경우 현장의 특성에 따라 각각 90m의 우물 4개, 각각 120m의 3개 또는 각각 60m의 6개 우물로 나눌 수 있습니다. .그러나 가장 가까운 우물 사이의 거리는 6m 이상이어야 한다는 점을 고려해야 합니다.
드릴링 작업 비용은 드릴링 깊이에 정비례합니다.

여름에도 에어컨은 필수인가요?

여름에 에어컨이 필요한 경우 "물 대 물" 또는 "지상 대 물" 유형의 히트 펌프를 선택하는 것이 당연합니다. 다른 히트 펌프는 에어컨 기능을 효과적이고 경제적으로 수행할 준비가 되어 있지 않습니다. .

공기 가열이 가능하거나 향후 계획이 있습니까?

히트펌프를 단일 공기 가열 시스템에 통합하는 것이 가능합니다. 이 솔루션을 사용하면 엔지니어링 네트워크를 통합할 수 있습니다.

모든 작업과 함께 히트펌프 구매 및 설치에 소요되는 자본 비용

구매 및 설치를 위한 초기 예상 자본 비용*은 히트펌프 유형에 따라 다릅니다.

지하 수집기가 있는 HP:

작동 - $2500
운영 비용 - 연간 $350

프로브가 있는 VT:
장비 및 재료 - $4500
작동 - $4500
운영 비용 - 연간 $320

에어 VT:
장비 및 재료 - $6500
직장 - $400
운영 비용 - 연간 $480

TN "물-물":
장비 및 재료 - $4500
작동 - $3500
운영 비용 - 연간 $280

* – 대략적인 평균 시장 가격입니다. 최종 비용은 선택한 장비 제조업체, 수행된 작업 지역, 시추 작업 비용 및 현장 조건 등에 따라 다릅니다. 부서 노트 견적

네 번째 단계. 작업 유형

하나의. 히트펌프는 열 수요의 100%를 제공하는 유일한 열원입니다. 55°C 이하의 작동 온도에서 작동합니다.
페어링되었습니다. HP와 보일러는 함께 작동하므로 보일러의 작동 온도가 더 높아집니다.

단일 에너지. HP와 전기 보일러는 단 하나의 외부 에너지원으로 전력 시스템을 구성합니다. 이를 통해 전력 소비를 원활하게 조절할 수 있지만 입력 기계의 부하가 증가합니다.

히트펌프 선택

모든 초기 데이터를 수집하고 주요 기술 솔루션을 개발한 후 적절한 유형의 HP를 선택할 수 있습니다. 장비 공급업체의 구성 및 선택은 귀하의 재정 능력에 따라 달라집니다. 가장 중요한 것은 원하는 것이 무엇인지 완전히 이해하고 시스템 선택에 접근하는 것입니다. 편안한 난방 시스템을 선택하고 구현하도록 도와드립니다. 실내 온도 조절 기능부터 집 전체의 열 분포까지 모든 뉘앙스를 고려할 수 있습니다.

결론

히트펌프를 갖춘 생태학적 난방 시스템을 선택하면 미래에 대한 확신을 가질 수 있습니다. 열 공급 조직, 세계 유가 및 국가의 정치적 상황으로부터 완전한 독립을 얻습니다. 필요한 것은 전기뿐입니다. 그러나 시간이 지남에 따라 풍차의 도움으로 전기 생산이 절대적인 자율성으로 전환될 수 있습니다.

열 펌프 자체는 원래 스테이션입니다. 그 임무는 환경에서 에너지를 얻는 것입니다. 미래에는 이러한 기술이 발생하는 열을 변환하여 가정의 편안함을 보장하는 데 사용될 수 있습니다. 때때로 이러한 펌프는 "기후 조절" 역할을 하여 집을 열을 공급하거나 냉방할 수 있습니다. 또한 뜨거운 물을 공급하기 위해 장치가 적극적으로 사용됩니다. 주택난방용 히트펌프가 무엇인지, 가격과 종류, 용도 등을 자세히 살펴보겠습니다.

기사 읽기:

집 난방용 열 펌프 란 무엇입니까? 작동 원리

히트펌프는 경제적인 난방장치이다. 연료가 필요하지 않으며 작동하는 데 에너지가 거의 필요하지 않습니다. 집을 최대한 편안하게 만드는 모든 따뜻함은 환경에서 비롯됩니다.

메모!이는 난방 시즌 동안 비용을 크게 절감할 수 있는 합리적인 솔루션입니다.

이러한 펌프는 안전하게 사용할 수 있으며 완전히 환경 친화적이고 안전한 장비입니다.

장치의 작동 원리

냉매 덕분에 이 시스템은 작동합니다. 열을 축적했다가 필요한 경우 시간이 지남에 따라 방출합니다.

에너지 전달 원리는 일반 냉장고에서도 비슷한 방법으로 볼 수 있습니다. 그러나 이 경우 축적되는 것은 추위가 아니라 열이다. 연료를 사용할 필요가 없기 때문에 최소한의 자원으로 집안의 쾌적한 온도를 유지할 수 있는 좋은 기회입니다.

TN의 장점

현대 기술에는 비용 효율성을 포함하여 많은 유리한 기능이 있습니다.

장점	설명
능률	히트펌프가 작동하려면 전기를 사용해야 합니다. 그러나 결과적으로 열에너지로 변환되는 동안에는 2.5~5배 증가합니다. 이를 통해 최대의 열량을 제공하여 경제적으로 소비할 수 있습니다.
자치	시스템은 추가적인 통신 없이 작동됩니다. VT를 올바르게 설치하면 충분합니다. 전기만 사용됩니다. 중앙 네트워크가 없는 경우 생성기에서 얻을 수 있습니다.
다재	이러한 장비는 개인 주택 난방뿐만 아니라 공공 장소에도 사용됩니다. 상당히 큰 물체에 대해 이야기하는 경우 펌프는 산업 분야에서도 관련이 있습니다.
환경친화성	이러한 난방 시스템의 작동은 환경에 전혀 해를 끼치 지 않습니다.
내구성	비슷한 장치가 수십 년 동안 작동해 왔습니다. 사용연한은 50년으로 정해져 있으며, 그 이후에는 대대적인 수리를 하고 펌프를 계속 사용할 수 있습니다.
안전	종종 개인 주택의 난방 시스템은 실제로 매우 위험합니다. 이는 어떤 가연성 물질이 사용되는지에 따라 다릅니다. 가스, 연료, 석탄이 될 수 있습니다. 펌프를 사용할 때 추가 가연성 물질이 없으며 너무 높은 온도까지 가열되지 않으며 화재가 발생할 수 없습니다.
편안한 사용	펌프는 조용히 작동하며 집안에 일정 수준의 열과 습도를 제공하여 항상 쾌적한 공간을 만들어줍니다. 또한 온도 조절이 필요한 경우 원격 제어가 가능합니다.

메모!이러한 긍정적인 특성을 통해 우리는 열 펌프를 가장 현대적인 난방 방법이라고 안전하게 부를 수 있습니다.

TN의 종류

펌프는 열을 얼마나 정확하게 추출하는지에 따라 다양할 수 있습니다. 소스는 다를 수 있으며 이름은 장비가 열을 가져오는 위치에 해당합니다.

히트펌프는 다음과 같이 분류됩니다.

지열.
공수.
2차 열.

지열 모델

이 펌프 옵션은 환경을 사용합니다. 특히 이들은 땅과 물입니다. 지하와 지상 모두 다양한 물을 사용할 수 있습니다. 수직형과 수평형 디자인이 있습니다.

그들을 위해 특별한 도랑이 땅에 파여 있습니다. 토양의 동결 깊이보다 낮아야합니다. 보통 1.2m 정도 내려가면 충분합니다. 일반적으로 이러한 트렌치를 파낼 공간이 있으면 수평 구조가 선택됩니다.

수직 모델은 더 좁은 공간에 적합합니다. 여기에는 많은 공간이 필요하지 않습니다. 또한 대규모 부지 소유자라도 조경 설계 위반으로 인해 도랑 파기를 거부할 수 있습니다. 근처에 수역이 있으면 HP가 설치되며 이는 강과 호수에 적용됩니다.

이 솔루션은 가장 저렴하지만 연못 근처의 주택에만 적합합니다. 저수지 자체에 관한 많은 세부 사항을 고려해야 합니다.

모든 펌프는 개방형과 폐쇄형으로 더 구분됩니다. 주요 차이점은 첫 번째 경우 사이클이 끝난 후 물이 땅이나 저장소로 돌아간다는 것입니다.

주택난방용 지열 히트펌프, 연결 가격:

장비 자체 – 약 $7,500;
시스템 설치 – 약 $7,500;
열 공급을 위한 다양한 비용 – 연간 $500.

주택 난방용 열 펌프, 수평 수집기 가격:

장비 자체 – 약 $7,500;
시스템 설치 – 약 $3,700;
열 공급을 위한 다양한 비용 - 연간 $560.

에어 시스템

이 기술의 효과는 기존 에어컨과 가장 쉽게 비교할 수 있습니다. 그러나 공기 펌프는 훨씬 더 강력해야 합니다. 이는 집과 거리 사이에 큰 온도차가 필요하기 때문입니다.

간단한 에어컨은 이러한 난방을 허용하지 않지만 이러한 상황에서는 펌프가 라디에이터를 완전히 제거하는 데 도움이된다는 점에 주목할 가치가 있습니다. 오래된 배터리는 이제 완전히 재활용됩니다.

전문가의 의견

HVAC 설계 엔지니어(난방, 환기 및 공조) ASP North-West LLC

전문가에게 물어보세요

“외부 온도가 -15°C인 경우 이러한 펌프가 제 역할을 하기 어렵다는 심각한 단점이 있습니다. 정상적인 전환을 위해서는 환경으로부터 많은 열을 빼앗아야 합니다. 그러나 대부분의 경우 이미 -5°C에서 이 장비는 효과적으로 작동하지 않습니다."

2차 열

이러한 펌핑 스테이션은 집에 이미 열원과 중앙 난방 파이프라인이 있을 때 적극적으로 사용됩니다.

조언!그러나 개인 주택의 경우 두 시스템의 작동을 유지해야 하기 때문에 이는 합리적이지 않을 수 있습니다.

결과적으로 산업에서는 항상 간단한 중앙 난방이 부족하므로 펌프를 사용하면 이를 쉽게 보충하고 대기업에도 필요한 양의 열을 공급할 수 있습니다.

이 카테고리에는 여러 유형의 펌프가 있습니다.

공대공.
공기-물.
지구물.
집을 난방하기 위한 열 펌프는 계획된 열 변환과 마찬가지로 물에서 물로 이루어집니다.

공랭식 히트 펌프의 작동, 장비 가격 및 설치

이 경우 펌프는 단순히 대기로부터 에너지를 축적합니다. 장비 한 대가 건물 외부에 설치되어 있습니다. 그러면 냉매는 에너지를 응축기로 전달합니다.

마지막 부분은 실내에 설치됩니다. 따뜻하고 따뜻한 공기가 나와서 방을 편안하게 만들어줍니다.

메모!불행히도 이 옵션은 특히 난방이 필요한 겨울에는 적합하지 않습니다. 공기가 매우 차가울 때는 현대 기술로도 공기를 변화시킬 수 없습니다.

공대공 시스템 비용:

장비 자체 – 약 $10,000;
시스템 설치 – 약 $620;
열 제공을 위한 다양한 비용 - 연간 $750.

일부 장인은 냉장고에서 손으로 집을 난방하기 위한 열 펌프를 만들었습니다.

사실, 이것은 강력한 장치가 아니며 공랭식 난방 장치와 함께 배치되어 작은 방이나 온실을 가열하는 데 사용할 수 있습니다.

TN 물-물

이 기술은 수역이 있는 곳에서 적극적으로 사용됩니다. 이는 자연적일 수도 있고 인공적일 수도 있습니다. 특정 깊이에서는 저수지가 겨울에도 약간의 열을 유지합니다. 그렇기 때문에 특정 깊이에 위치하면 에너지를 취하고 변환하는 것이 가능합니다.

메모!중요한 조건은 펌프를 고인 물이 아닌 흐르는 물에 설치해야 한다는 것입니다.

이러한 유형의 열 펌프는 설치가 매우 쉽습니다. 우수한 기술적 특성을 가지고 있습니다. 이 모델이 적극적으로 사용됩니다.

물 대 물 열 펌프 시스템, 턴키 가격:

장비 자체 – 약 $7,500;
시스템 설치 – 약 $5,000;
열 공급을 위한 다양한 비용 - 연간 $450.

조언!근처에 물이 없으면 다량의 물이 토양을 통과하는 곳에 장치를 설치할 수 있습니다.

공기 물 시스템

이 유형의 장치는 다양한 목적으로 활발히 사용됩니다. -15도까지의 온도에서 작동할 수 있지만 이는 집안의 편안한 온도를 보장하기에는 충분하지 않습니다.

기사

히트펌프는 차가운 저급 열원에서 고온 고급 열원으로 열을 전달하는 증기 압축 장치입니다. 열은 폐쇄 회로에서 순환하는 프레온으로 가장 많이 사용되는 냉매의 응축 및 증발을 통해 전달됩니다. 히트 펌프가 작동하는 데 사용되는 전기는 이러한 강제 순환에만 소비됩니다.

히트펌프의 작동 원리는 소위 카르노 사이클(Carnot Cycle)을 기반으로 하며, 이는 냉동 장치 작동에서 매우 친숙합니다. 사실, 주방에 있는 가정용 냉장고도 열 펌프입니다. 그 안에 음식을 넣으면 에너지 보존의 법칙에 따라 차갑더라도 냉장고 온도보다 온도가 여전히 높은 경우 발생하는 열이 사라지지 않습니다. 내부 온도가 올라가면 안 되기 때문에 라디에이터 그릴을 통해 열이 외부로 전달되어 주방 공기를 따뜻하게 해줍니다. 동시에 냉장고에 더 많은 음식을 넣을수록 열 전달이 더 커집니다.

열 펌프의 가장 간단한 버전은 외부에 배치된 개방형 냉장고이며, 라디에이터는 실내에 있습니다. 그러나 이미 효율성이 훨씬 높은 열 펌프와 같은 특수 장치가 있기 때문에 냉장고가 직접적인 임무를 수행하도록하십시오. 작동 원리는 매우 간단합니다.

히트펌프는 어떻게 작동하나요?

모든 히트 펌프는 증발기, 응축기, 압력을 낮추는 팽창기, 압력을 높이는 압축기로 구성됩니다. 이러한 모든 장치는 파이프라인을 통해 하나의 폐쇄 루프로 연결됩니다. 끓는점이 매우 낮은 불활성 기체인 냉매는 파이프를 통해 순환하므로 회로의 한 부분에서는 차가운 부분이 액체이고 두 번째 부분인 따뜻한 부분에서는 기체 상태로 변합니다. 물리학에서 알 수 있듯이 끓는점은 압력에 따라 달라질 수 있으며 이 시스템에는 팽창기와 압축기가 있습니다.

냉각수는 온도가 낮기 때문에 땅에 깔린 파이프를 통해 외부로 순환하고 이를 통과하면 외부 온도가 약 4-5 ° C에 불과한 경우에도 가열됩니다. 열교환기 역할을 하는 증발기로 들어가면 냉각수는 생성된 열을 냉매로 채워진 시스템 내부 회로로 전달합니다. 이 열만으로도 냉매가 액체 상태에서 기체 상태로 변할 수 있습니다.

더 나아가 가스는 압축기로 이동하여 고압의 영향으로 압축되고 온도가 상승합니다. 뜨거워지면 가스는 열 교환기이기도 한 응축기로 들어갑니다. 이는 뜨거운 가스의 열을 집의 난방 시스템에 포함된 반환 파이프라인의 냉각수로 전달합니다. 열을 방출한 후 가스는 냉각되어 다시 액체 상태로 변하고, 가열된 냉각수는 온수 공급 및 난방 시스템으로 유입됩니다. 팽창기의 감압 밸브를 통과하면 액화 가스가 다시 증발기로 들어가고 사이클이 닫힙니다.

추운 계절에는 열 펌프가 작동하여 집을 데우고 더위에서는 집을 식힙니다. 이 경우 작동 원리는 동일하며 여름에만 열이 외부가 아닌 내부에서 냉각수로 들어갑니다.

히트 펌프의 설계 특징

현재 다양한 디자인의 히트펌프가 사용되고 있습니다. 따라서 집이 수역 옆에 위치할 때는 개방형 사이클 펌프가 사용됩니다. 이 경우 냉각수인 물은 개방 회로로 들어가 전체 사이클을 거쳐 냉각된 후 다시 저장소로 배출됩니다.

폐쇄형 지열펌프는 저수지 바닥을 따라 땅 속 깊이 매설된 파이프를 통해 냉각수(공기 또는 물)를 펌핑하는 펌프입니다. 폐쇄 사이클은 환경 측면에서 더 안전한 것으로 간주됩니다. 폐쇄형에는 근처에 수역이 없을 때 사용되는 수직 및 수평 열 교환기가 있는 펌프가 포함됩니다. 수직형 히트펌프는 집이 위치한 토지 면적이 작은 경우에 사용됩니다. 때로는 근처에 뚫린 우물에 수직 펌프가 설치되기도 합니다.

히트 펌프 설치 작업 패키지에는 내부 전기 작업 수행, 외부 파이프 라인 및 내부 공기 덕트 배치가 포함됩니다.

히트펌프 사용의 이점

열 펌프 사용의 경제적 이점은 분명합니다. 냉장고를 작동할 때보다 약간 더 많은 전기가 소비되기 때문에 작동 비용이 상당히 저렴합니다. 장비 가격도 저렴할 뿐만 아니라 설치 및 설치 비용도 저렴합니다. 히트 펌프를 사용하면 연료 자원 구매 및 저장, 난방 장비 설치 및 운영에 대한 걱정을 없앨 수 있으며 이전에 보일러 실이 있던 집의 추가 공간이 확보됩니다.

히트펌프의 인기가 날로 높아지고 있습니다. 이러한 장치를 사용하면 주택을 난방(냉방)하고 온수 공급을 구성하여 상당한 비용을 절약할 수 있습니다.

물리학과 거리가 먼 사람들이 히트 펌프의 작동 원리를 이해하는 것은 매우 어렵 기 때문에 부도덕 한 제조업체와 판매자가 사용하는 많은 오해가 인터넷에 유포되고 있습니다. 이 기사에서 우리는 작동 원리를 접근 가능한 형태로 설명하고 이 놀라운 장치가 획득한 일부 신화를 없애려고 노력할 것입니다.

찬성

우리는 정상적인 조건에서 더 차가운 물질이 더 뜨거운 물질에 열을 줄 수 없지만 반대로 온도가 같아질 때까지 그 물질에 의해 가열된다는 것을 학교에서 알고 있습니다. 이것이 거룩한 진리입니다. 그러나 열 펌프는 더 추운 환경이 더 따뜻한 환경에 열을 포기하기 시작하여 훨씬 더 냉각되는 조건을 만듭니다.

열 펌프의 가장 간단하고 피곤한 예는 냉장고입니다. 그 안에서 열은 더 차가운 방에서 더 따뜻한 주방 공간으로 펌핑됩니다. 동시에 냉동실은 더욱 시원해지며 냉장고 후면 패널에 있는 라디에이터에서 주방이 더욱 더 따뜻해집니다.

대부분의 히트펌프의 작동 원리는 이러한 기계에 사용되는 중간 냉각제(가스, 가장 흔히 프레온)의 특성을 기반으로 합니다. 더 차가운 몸에서 열을 빼앗아 더 뜨거운 몸에 공급할 수 있게 해주는 중개자 역할을 하는 것은 프레온입니다.

가벼운 리필 캔에서 압축 가스를 빠르게 방출하면 캔이 증발하고 냉각되어 더운 날씨에도 성에가 덮일 수 있다는 사실을 알고 계실 것입니다. 반대의 경우도 마찬가지입니다. 압축하면 가스가 가열됩니다. 이를 염두에두면 가장 간단한 다이어그램이 그림에 표시된 열 펌프의 작동 원리를 이해하는 것이 전혀 어렵지 않을 것입니다.

히트펌프 부품

가장 간단한 열 펌프는 네 가지 중요한 구성 요소로 구성됩니다.

증발기;
콘덴서;
압축기;
모세관.

압축기는 프레온을 응축기에서 액체 상태로 압축하여 가열됩니다. 뜨거운 응축기와 차가운 방이나 보일러 사이의 가장 간단한 열 교환을 구성하여 난방이나 온수 공급에 사용할 수 있는 것이 바로 이 열입니다.

응축기를 통과하는 액화 프레온은 냉각되어 난방 라디에이터 또는 바닥 난방 파이프로 열을 교환하는 동안 열을 방출하고 응축되기 시작합니다. 모세관을 통과하여 증발기로 들어가면 프레온은 증발기를 냉각시키면서 다시 기체 상태가 됩니다(캔의 성에를 기억하십니까?).

프로세스가 중단되지 않도록 하려면 증발기에 지속적으로 열을 공급해야 합니다. 그렇지 않으면 압축기의 지속적인 작동으로 증발기의 온도가 크게 떨어질 수 있기 때문에 프레온의 증발이 중단됩니다. 증발기에 공급되는 영하 30도의 온도라도 증발을 유지하는데 충분할 수 있는데, 이는 히트펌프에 사용되는 가스의 증발온도가 이 값보다 훨씬 낮기 때문입니다.

프레온 증발 온도가 섭씨 영하 60도이고 서리가 내린 거리 공기를 증발기에 불어 넣으면 영하 30도 프레온은 자연스럽게 증발하여 그러한 차가운 공기에서도 열을 빼앗아갑니다. 따라서 열 펌프는 더 차가운 환경에서 더 따뜻한 환경으로 온도를 펌핑하는 것으로 나타났습니다.

구매할 때 무엇을 찾아야합니까?

이 효과는 부도덕한 "판매자"가 제품을 더 잘 판매하기 위해 사용하는 많은 신화를 불러일으킵니다.

가장 흔한 신화는 히트펌프의 효율이 1을 초과한다는 주장이다. 이 진술은 순수한 넌센스임이 분명합니다. 실제로 열 엔진의 효율은 둘 이상이 될 수 없으며 최신 열 펌프를 사용하더라도 가장 저렴한 오일 히터보다 매우 작습니다. 사람들은 종종 효율성과 소위 COP를 혼동합니다.

COP는 물리적 계수라기보다는 경제적 계수에 가깝습니다. 이는 거리에서 자유 열을 펌핑하기 위해 지불된 전기와 실내로 들어오는 열의 양의 비율을 보여줍니다. 저것들. KOP 5 - 이는 단순히 5kW의 자유 열을 거리에서 집으로 펌핑하기 위해 1kW의 유료 전기를 소비했음을 의미합니다. COP는 거리의 자유 열 에너지를 고려하지 않고 결과로 얻은 것과 소비된 것만 계산합니다.

COP와 관련된 또 다른 신화도 있습니다. 열 펌프 여권과 판매자 가격표에 단일 COP 값이 자랑스럽게 표시되어 구매자를 오도할 뿐입니다. 사실 히트펌프의 COP는 일정한 값이 아니라 가변적인 값입니다. 그리고 많은 부도덕한 사업가들은 COP가 거의 최대일 때 가장 유리한 조건에 대해 표시하기 때문에 이에 대해 침묵합니다. 그리고 이는 효율성이 통일성보다 높다는 오해보다 훨씬 더 위험합니다. 실제 결과로 가득 차 있습니다.

열 펌프 데이터 시트에 COP = 5로 명시되어 있기 때문에 겨울에 동일한 난방을 위해 5kW의 열을 생산하기 위해 1kW의 전기를 소비할 것이라고 믿었다고 상상해 보십시오. 우리는 필요한 전력을 갖춘 열 펌프를 구입하고 난방 시스템을 조립했습니다... 그리고 가장 부적절한 순간, 즉 서리가 가장 심할 때 히터는 5분의 1이 아니라 가장 좋은 경우 2분의 1을 소비합니다. 난방에 필요한 열을 전혀 생산할 수 없습니다. 그런 다음 비수기에만 이 특정 시스템으로 난방이 가능하다는 것을 이해하게 됩니다... 매우 불쾌한 상황 - 추운 날씨에 값싼 오일 라디에이터로 많은 돈을 주고 여전히 난방을 하는 것입니다. COP와 안정적이고 환원 불가능한 열 생산에 의존합니다.

우리 포털의 많은 회원들은 오랫동안 히트펌프를 사용해 왔으며 이를 최고의 난방 방법으로 생각하고 있습니다. 히트펌프는 여전히 고가의 장치이고 투자 회수 기간도 길다. 그러나 자체 제조 열 펌프의 성공적인 경험이 있습니다. 이를 통해 비현실적인 비용을 피할 수 있습니다.

히트펌프의 작동 원리
자신의 손으로 열 펌프를 만드는 방법
히트펌프를 만드는 것이 수익성이 있나요?

히트펌프의 작동 원리

열 펌프의 작동 원리를 설명할 때 사람들은 종종 방에 있는 음식에서 "제거된" 열이 뒷벽에 있는 라디에이터로 배출되는 냉장고를 떠올립니다.

사가 포럼하우스 회원

히트펌프의 작동 원리는 냉장고와 같습니다. 뒷면의 화격자는 가열되고 냉동고는 냉각됩니다. 프레온으로 튜브를 확장하고 욕조에 낮추면 그 안의 물이 식고 냉장고 그릴이 가열됩니다. 냉장고는 욕조에서 열을 펌핑하여 방을 따뜻하게합니다.

에어컨과 히트펌프는 동일한 원리로 작동합니다. 장치의 작동은 카르노 사이클을 기반으로 합니다.

냉각수는 열을 "제거"하고 온도를 몇도 높이는 과정에서 땅이나 물을 통해 이동합니다. 열교환기에서 냉각수는 축적된 열을 냉매로 전달하고, 냉매는 증기가 되어 압축기로 들어가 온도가 상승합니다. 이 형태에서는 응축기에 공급되어 집에 있는 OS의 냉각수에 열을 전달하고 냉각된 후 다시 액체로 변하여 증발기로 들어가서 가열된 냉각수의 새로운 부분에 의해 가열됩니다. 주기가 반복됩니다.

히트펌프는 전기가 없으면 작동하지 않지만, 전기를 사용하는 것보다 3~7배 더 많은 열을 발생시키기 때문에 유익한 장치이다.