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047  Heat Pump의 장점 및 COP 관리자 05-10-25
 

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1. 개요


(1) 히트 펌프는 저온 레벨의 열(공기, 지하수, 폐열 등)을 흡수하여 고온 레벨로 펌프-업(pump-up)한다는 데서 그 이름이 붙여진 것으로, 냉동기가 증발기의 흡열작용(냉각력)을 이용하는 것인데 비해, 히트 펌프는 응축기의 방열을 이용하는 것이다.

(2) 히트펌프는 각종 배열 등 미활용 에너지를 이용하여 에너지 절약에 도움이 되며, 에너지의 균형 있는 이용에도 도움이 된다(전력은 여름에는 수요가 많지만, 겨울에는 수요가 급감→ 히트 펌프 사용에 의해 수요 유발 필요)


2. 열펌프의 장점


히트 펌프는 다음과 같은 장점을 가지고 있다.

(1) 에너지의 효율이 높다는 것(COP가 3.0이상)

(2) 연료의 연소가 수반되지 않으므로 깨끗하고 안전하며 무공해라는 것

(3) 각종 배열 등 미활용 에너지를 이용하여 에너지절약에 도움이 되며, 에너지의 균형 있는 이용에도 도움이 된다(전력은 여름에는 수요가 많지만, 겨울에는 수요가 급감 → 히트 펌프사용에 의해 수요 유발 필요)

(4) 히트 펌프 1대로 냉방과 난방을 겸할 수 있어 설비의 이용효율이 높다는 것


3. 성적계수(COP)


히트 펌프의 효율을 나타내는 COP(coefficient of performance)

여기서, h1, h3, h4 : 그림에서 냉매의 엔탈피를 나타낸다.


(1) 그림에서 냉동 사이클 → 1‘ 2’ 3‘ 4’,  히트 펌프 사이클 → 1 2 3 4이다

- 히트 펌프 응축기에서 고온을 얻기 위해서는 응축온도(압력)가 높아야 하는데, 이때는 압축기, 압력용기, 배관 등의 내압 성능이나 윤활유의 고온에 의한 열화 등을 고려해야 한다

(2) 실용적인 성능계수는 개략 4~5 정도이며, 증발온도가 높고, 응축온도가 낮을수록 COP증대한다. 그러므로 배열, 회수열, 태양열 등 적당한 채열원(採熱源)이 있으면 난방열원의 에너지를 1/2 ~ 1/5 정도로 줄일 수 있다

(3) 채열원은 열량이 풍부하고, 온도가 높고, 안정성이 있으며 쉽게 얻을 수 있는 것이 좋다.

(4) 현재 사용되고 있는 채열원의 종류는

- 공기(외기)

- 건물내의 잉여열(조명열, 기기열 등)

- 각종 배열원(exhaust air 등)

- 지하수, 태양열, 지열 등이 있다.


 

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