추운 기후에서 열 펌프의 작동 원리
공기열원 히트펌프는 가장 일반적인 형태의 히트펌프 기술입니다.이러한 시스템은 건물 외부의 주변 공기를 열원 또는 라디에이터로 사용합니다.
히트 펌프는 공조와 동일한 프로세스를 사용하여 냉각 모드에서 작동합니다.그러나 가열 모드에서는 시스템이 외부 공기를 사용하여 냉매를 가열합니다.열 펌프는 냉매를 압축하여 더 뜨거운 가스를 생성합니다.열 에너지는 건물 내에서 이동하며 실내 장치를 통해(또는 시스템 구조에 따라 배관 시스템을 통해) 방출됩니다.
추운 기후의 히트 펌프는 겨울 내내 따뜻하게 유지합니다.
냉매가 실외 온도보다 현저히 낮을 때 히트 펌프는 안정적인 난방을 제공합니다.온화한 날씨에 추운 기후의 열 펌프는 최대 400%의 효율로 작동할 수 있습니다. 즉, 소비되는 에너지의 4배를 생성합니다.
물론 날씨가 추울수록 열 펌프가 작동하여 열을 공급하기가 더 어려워집니다.특정 온도 임계값 미만에서는 시스템 효율성이 감소합니다.그러나 이것은 열 펌프가 어는점 이하의 온도에 적합하지 않다는 것을 의미하지는 않습니다.
혹한기 히트 펌프(낮은 주변 온도 히트 펌프라고도 함)는 -30도 이하의 온도에서 효율적으로 작동할 수 있는 혁신적인 기능을 갖추고 있습니다.이러한 기능에는 다음이 포함됩니다.
추운 날씨 냉매
모든 공기 소스 열 펌프에는 실외 공기보다 훨씬 더 차가운 화합물인 냉매가 포함되어 있습니다.추운 기후의 열 펌프는 일반적으로 기존 열 펌프 냉매보다 끓는점이 낮은 냉매를 사용합니다.이러한 냉매는 낮은 주변 온도에서도 시스템을 통해 계속 흐르고 차가운 공기에서 더 많은 열을 흡수할 수 있습니다.
압축기 설계
지난 10년 동안 제조업체는 작동에 필요한 에너지를 줄이고 내구성을 향상시키기 위해 압축기를 개선했습니다.추운 기후의 열 펌프는 일반적으로 속도를 실시간으로 조정할 수 있는 가변 압축기를 사용합니다.기존의 정속 컴프레서는 "켜짐" 또는 "꺼짐" 중 하나이며 항상 효과적인 것은 아닙니다.
가변 압축기는 온화한 날씨에서 최대 속도의 낮은 비율로 작동한 다음 극한의 온도에서 더 높은 속도로 전환할 수 있습니다.이러한 인버터는 모두 또는 전혀 사용하지 않고 실내 공간을 쾌적한 온도로 유지하기 위해 적절한 양의 에너지를 추출합니다.
기타 엔지니어링 최적화
모든 열 펌프는 동일한 기본 프로세스를 사용하여 에너지를 전달하지만 다양한 엔지니어링 개선을 통해 이 프로세스의 효율성을 향상시킬 수 있습니다.추운 기후 열 펌프는 주변 공기 흐름 감소, 압축기 용량 증가 및 압축 주기 구성 개선을 활용할 수 있습니다.시스템의 크기가 응용 분야에 적합할 때 이러한 유형의 개선은 열 펌프가 거의 항상 작동하는 북동부의 추운 겨울에도 에너지 비용을 크게 줄일 수 있습니다.
추운 기후에서 열 펌프와 기존 난방 시스템의 비교
히트 펌프 난방의 효율은 난방 시즌 동안의 총 난방 출력(영국 열 단위 또는 BTU로 측정)을 해당 기간 동안의 총 에너지 소비량(킬로와트로 측정)으로 나눈 난방 시즌 성능 계수(HSPF)로 측정됩니다. 시간).HSPF가 높을수록 효율이 좋습니다.
추운 기후의 열 펌프는 10 이상의 HSPF를 제공할 수 있습니다. 즉, 소비하는 것보다 훨씬 더 많은 에너지를 전달합니다.여름철에는 히트 펌프가 냉장 모드로 전환되어 새 에어컨 장치처럼 효율적으로(또는 더 효율적으로) 작동합니다.
높은 HSPF 열 펌프는 추운 날씨에 대처할 수 있습니다.추운 기후의 열 펌프는 여전히 -20 ° F 미만의 온도에서 안정적인 열을 제공할 수 있으며 많은 모델이 어는점 미만의 온도에서 100% 효율적입니다.열 펌프는 온화한 날씨에 전기를 덜 소비하기 때문에 연소로 및 보일러와 같은 기존 시스템에 비해 운영 비용이 훨씬 저렴합니다.건물 소유주에게 이것은 시간이 지남에 따라 상당한 비용 절감을 의미합니다.
이는 천연 가스 용광로와 같은 강제 공기 시스템이 열을 한 곳에서 다른 곳으로 옮기는 것이 아니라 발생시켜야 하기 때문입니다.새로운 고효율 가열로는 98%의 연료 이용률을 달성할 수 있지만 비효율적인 히트 펌프 시스템도 225% 이상의 효율을 달성할 수 있습니다.
게시 시간: 2023년 4월 17일