대체 에너지원이 미래입니다! 가정 난방용 히트펌프

난방에는 보통 가스나 전기가 사용됩니다. 하지만 이 난방 방식은 둘 다 가격이 꽤 비싸서 상당한 비용이 듭니다.

그래서 개인 주택과 시골 주택의 난방에는 대체 에너지원이 사용되고 있습니다. 가장 널리 사용되는 난방 방법 중 하나는 히트펌프를 사용하는 것입니다.

개인 주택 난방용 히트펌프란 무엇인가요? 어떻게 작동하나요?

특수한 장치 주변 환경에서 열을 추출할 수 있음 히트펌프라고 합니다.

이러한 장치는 건물 난방의 주요 또는 추가 방법으로 사용됩니다. 일부 장치는 또한 건물의 수동 냉각 작업 — 펌프는 여름철 냉방과 겨울철 난방에 모두 사용됩니다.

환경에너지를 연료로 활용이러한 히터는 공기, 물, 지하수 등에서 열을 추출하므로 이 장치는 재생 가능 에너지원으로 분류됩니다.

모든 난방 장치에는 다음이 포함됩니다. 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창 밸브열원에 따라 물, 공기, 기타 장치로 구분됩니다. 작동 원리는 냉장고의 작동 원리와 매우 유사합니다(냉장고는 뜨거운 공기를 내보내고 펌프는 열을 흡수합니다).

대부분의 장치는 양의 온도와 음의 온도 모두에서 작동하지만, 장치의 효율성은 외부 조건에 따라 직접적으로 달라집니다(즉, 주변 온도가 높을수록 장치의 성능이 더 강력해집니다). 일반적으로 장치 다음과 같이 작동합니다.

1. 히트펌프 주변 환경과 접촉하다일반적으로 이 장치는 땅, 공기 또는 물(장치의 종류에 따라 다름)에서 열을 추출합니다.
2. 장치 내부에는 특수한 증발기가 설치되어 있습니다.냉매가 채워진 .
3. 외부 환경과 접촉할 때 냉매는 끓고 증발합니다.
4. 이후 냉매는 증기 형태로 압축기에 들어갑니다.
5. 거기서 줄어들어요 - 이것 덕분에 그의 체온이 상당히 상승합니다.
6. 이후 가열된 가스는 난방 시스템으로 들어갑니다.이는 건물 난방에 사용되는 주 냉각수를 가열하는 데 사용됩니다.
7. 냉매는 조금씩 식어갑니다. 마지막에는 다시 액체로 돌아갑니다.
8. 그런 다음 액체 냉매는 특수 밸브로 들어갑니다.이로 인해 온도가 크게 낮아집니다.
9. 마지막으로 냉매는 증발기로 돌아갑니다.그 후 가열 사이클이 반복됩니다.

사진 1. 지하수 히트 펌프의 작동 원리. 차가운 열 운반체는 파란색, 뜨거운 열 운반체는 빨간색으로 표시되어 있습니다.

장점:

• 환경 친화적입니다. 이러한 장치는 대기를 오염시키지 않는 재생 가능 에너지원으로 간주됩니다(반면 천연가스를 사용하는 경우 유해한 온실 가스가 생성되고, 전기를 생산하기 위해 석탄 연소가 자주 사용되므로 공기가 오염됩니다).
• 가스에 대한 좋은 대안입니다. 히트 펌프는 가스 사용이 어려운 경우(예: 주택이 주요 공공 서비스망에서 멀리 떨어져 있는 경우) 난방에 이상적입니다. 또한, 펌프는 가스 난방에 비해 설치 시 정부 허가가 필요하지 않다는 장점이 있습니다(하지만 깊은 우물을 파는 경우에는 허가가 필요합니다).
• 저렴한 추가 열원. 펌프는 저렴한 보조 전원으로 이상적입니다(겨울에는 가스를 사용하고 봄과 가을에는 펌프를 사용하는 것이 가장 좋습니다).

단점:

1. 물 펌프 사용 시 열 제한모든 난방 장치는 양의 온도에서는 잘 작동하지만, 음의 온도에서는 많은 펌프가 작동을 멈춥니다. 이는 주로 물이 얼어 열원으로 사용할 수 없게 되기 때문입니다.
2. 물을 열로 사용하는 장치에는 문제가 발생할 수 있습니다. 난방에 물을 사용하는 경우 안정적인 공급원을 확보해야 합니다. 대부분의 경우 우물을 파야 하는데, 이로 인해 장치 설치 비용이 증가할 수 있습니다.

주요 유형 및 작동 원리

모든 히트펌프는 에너지원이 서로 다릅니다. 주요 장치 종류: 토양-물, 물-물, 공기-물, 공기-공기.

첫 번째 단어는 열의 근원을 나타냅니다., 아 두 번째는 장치에서 무엇이 될지를 의미합니다.

예를 들어 토양-물 장치의 경우 지구에서 열을 추출한 후 뜨거운 물로 변환합니다.난방 시스템의 히터로 사용되는 열펌프입니다. 아래에서는 난방용 히트펌프의 종류에 대해 더 자세히 살펴보겠습니다.

토양-물

지하수형 설비 특수 터빈이나 수집기를 사용하여 지면에서 직접 열을 추출합니다.이 경우, 프레온을 가열하는 원천은 지열입니다. 지열은 응축기 탱크의 물을 가열합니다. 이 경우 프레온은 냉각되어 펌프 입구로 돌아가고, 가열된 물은 주 난방 시스템의 냉각수로 사용됩니다.

액체 가열 사이클 펌프가 네트워크로부터 전기를 공급받는 한 계속됩니다. 경제적 관점에서 가장 비용이 많이 드는 방법은 토양-물 방법입니다. 터빈과 집열기를 설치하려면 깊은 우물을 뚫거나 넓은 면적의 토지에 걸쳐 토양의 위치를 ​​변경해야 하기 때문입니다.

물-물

기술적 특성에 따르면 물 대 물 펌프 지하수 등급 장치와 매우 유사 유일한 차이점은 이 경우 흙이 아닌 물이 주요 열원으로 사용된다는 것입니다. 열원은 다음과 같습니다. 지하수와 다양한 저수지의 물 모두.

사진 2. 물-물 히트펌프 구조물 설치 : 저수조에 특수파이프를 매립함.

물-물 장치 훨씬 저렴하다 지중-물 펌프는 설치 시 깊은 우물을 뚫을 필요가 없기 때문에 유용합니다.

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공기-물

공수 유닛 주변 환경으로부터 직접 열을 받습니다. 이러한 장치는 열을 모으기 위해 대형 외부 집열기를 필요로 하지 않으며, 일반 도로 공기를 프레온을 가열하는 데 사용합니다. 가열 후 프레온은 물에 열을 방출하고, 그 후 뜨거운 물은 배관을 통해 난방 시스템으로 유입됩니다. 이런 유형의 장치는 매우 저렴합니다.펌프를 작동시키는 데 값비싼 매니폴드가 필요하지 않기 때문입니다.

공기

공기 대 공기 장치는 또한 주변 환경에서 직접 열을 받으며 작동을 위해서는 다음이 필요합니다. 외부 매니폴드가 필요하지 않습니다따뜻한 공기와 접촉하면 프레온이 가열되고, 프레온은 펌프 안의 공기를 가열합니다. 그 후 이 공기는 실내로 방출되어 지역적으로 온도가 상승하게 됩니다. 이러한 유형의 장치는 값비싼 매니폴드를 설치할 필요가 없으므로 매우 저렴합니다.

사진 3. 공기 대 공기 히트 펌프의 작동 원리. 35도의 온도를 가진 열매체가 난방 라디에이터로 들어갑니다.

난방 시스템 계산, 표

특정 난방 장치의 성능을 보여주는 주요 지표는 다음과 같습니다. CPT 매개변수 (영어 문헌에서는 약어로 알려져 있습니다. 순경). CPT - 열전환계수이는 장치의 총 전력을 단위 시간당 소비되는 전기량으로 나누어 계산합니다. 예를 들어, 특정 펌프 X는 2kW/h 전기 에너지를 생성하고 5kW/h 열 에너지 - 이 경우 값 CPT = 5/2 = 2.5.

대부분의 장치의 변환 계수는 범위 내에 있습니다. 3시부터 7시까지, 하지만 CPT가 높을수록 장치 가격은 더 비쌉니다. CPT 값은 주변 온도에 따라 달라진다는 점도 기억해야 합니다. 너무 낮으면 CPT 값이 낮아집니다. 1을 위해 노력하다 (실제로 냉각수를 가열하는 데는 전기만 사용되며, 외부 열은 건물 난방에 참여하지 않습니다).

사진 4. Sapun 제조업체의 공기-물 히트 펌프의 전력을 계산한 표.

특정 펌프의 사용은 공학적 관점에서 타당성을 입증해야 합니다. 장치를 구매하려면 먼저 건물의 열 손실을 계산해야 합니다. 이 계산에는 다음 공식이 사용됩니다. CT = (OZ * MTP * KS)/860. 이는 다음과 같이 해석됩니다.

• 열량 (측정 단위 - 킬로와트/시).
• 온스 — 건물의 총 부피.
• 엠티피 — 최대 온도 차이. 이 값을 구하려면 실외 온도에서 실내 온도를 빼야 합니다. 예를 들어, 겨울철 실내 온도는 다음과 같습니다. 20°C, 반면에 거리에서는 표시 옆에 위치하게 됩니다.10°C - 그런 경우에는 MTP = 20 - (-10) = 30.
• 캔자스 — 벽의 종류를 고려한 특별 보정 계수입니다. 목재 벽의 경우 KS 표시는 다음과 같습니다. 3-4개 단위, 벽돌 벽의 경우 - 2-3, 두 겹의 벽돌의 경우 - 1-2, 벽돌을 위해 2개의 층 단열재 포함 - 0.5~1.
• 번호 860 — 최종 값을 킬로칼로리를 킬로와트시로 변환하는 데 사용하는 보정 계수입니다.

히트펌프 설치

장치의 설치 방법은 장치의 유형 및 모델, 지형 특성에 따라 달라집니다. 한번 살펴보자 간단한 지열 히트 펌프 설치 예:

• 먼저 준비작업을 실시한다. 이 단계에서는 지하수위가 측정되고, 전력망의 출력이 결정됩니다. 단계가 끝나면 계획에 따라 우물을 굴착합니다.

사진 5. 지열 히트 펌프 설치: 미리 파놓은 우물에 특수 파이프를 삽입합니다.

• 그 후 지열 탐침이 시추공으로 내려갑니다.지면에서 열을 추출합니다. 이 단계에서 냉매가 포함된 증발기도 설치되어 압축기로 열을 전달합니다.
• 이제 설치가 필요합니다. 일반적으로 장치는 집 근처의 방에 설치됩니다. 압축기 영역은 일반적으로 1제곱미터 미만, 따라서 이러한 장치는 일반적으로 작은 방에 설치됩니다.
• 이런 일이 일어난 후 연결 펌프 파이프를 사용하여 집의 난방 네트워크에 연결. 마지막 단계에서는 테스트 실행그리고 결함이 발견되면 디버깅을 수행합니다.

유용한 영상

지열 히트 펌프의 작동 원리를 설명하는 영상을 시청해 보세요.

안전과 생태

히트펌프는 건물을 난방하는 보조열원으로 사용하기에 적합한 좋은 장치입니다.

이 경우 환경자원을 연료로 사용하므로 히트펌프 재생 가능 에너지원으로 간주됩니다.

주요 장점은 안전성과 환경 친화성입니다.가스나 석탄 연소를 이용해 작동하지 않기 때문입니다.

그런 장치 인간이나 환경에 해를 끼치지 않습니다그러나 현명하게 사용해야 합니다. 어떤 경우에는 사용 이 장치의 권장되지 않을 수도 있습니다 공학적 또는 경제적 관점에서.