히트펌프(Heat Pump)의 분류 및 응용

히트펌프(Heat Pump)의 분류 및 응용

1. 히트펌프(Heat Pump) 개요

Heat Pump란 양수펌프와 같이 저온물체가 갖는 열에너지를 외부에서 기계적 에너지를 공급하여 고온의 열에너지로 변환하는 장치를 말하며, 전기냉동기도 히트펌프의 일종이다.

 

2. 히트펌프(Heat Pump)의 원리 및 분류

1) 열펌프의 효율(C.O.P)

 

: 열펌프 열운반량

- Q1 : 냉동실에서 기화열로써 빼앗은 열량

- W : 압축기가 행한 일

- J : 열의 일당량

 

2) 히트펌프(Heat Pump)의 분류

 

3. 히트펌프(Heat Pump)의 구성

1) 순환 사이클

히트펌프에는 열을 운반하는 냉매가 봉입되어 있다 냉매는 증발기로 외부에서 열을 흡수하여 증발하고 저온저압의 가스로 되어 압축기에 흡입된다 ☞ 압축기로 압축되어 고온고압으로 된 냉매가스는 가지고 있는 열을 응축기로 방출하고 액화한다 ☞ 고압액이 된 냉매는 팽창밸브로 감압되어 저압온도의 액과 가스가 되어 증발기로 들어간다.

히트펌프는 이 사이클의 반복으로 저온의 열원에서 열을 퍼올려 고온으로 해서 이용하는 시스템이다. 즉, 히트펌프는 열의 발생기가 아니고 열의 이동기이다 따라서 반드시 열원이 필요하고 동력은 보조적인 역할을 하는데 불과하다. 그러므로 히트펌프에서는 사용한 동력의 수배의 열을 뽑아낼 수 있다.

 

2) 압축기

저압의 냉매가스를 고압의 냉매가스로 하여 응축기나 팽창밸브, 증발기를 순환시키는 역할을 하며 가장 중요한 구성기기로서 높은 신뢰성이 필요하다.

 

3) 응축기 / 증발기

일종의 열 교환기로서 응축기에서는 고온고압의 냉매가스와 물,공기 사이에서 열교환하여 냉매는 응축하여 액체로 물은 온수, 공기는 온풍이 된다 증발기에서는 저온저압의 냉매액과 물,공기가 열교환하여 냉매는 증발하여 가스로 물은 냉수,냉풍이 된다.

 

4) 팽창밸브

응축기로 액화된 고압냉매액을 좁은 통로를 통하여 압력을 낮추는 일종의 감압밸브이며 냉매의 유량을 억제하는 역할을 한다. 냉매의 유량이 적당히 조절되지 않으면 압축기에 흡입되는 가스중에 액이 혼입되어 압축기에 사고를 일으키거나 혹은 과도한 과열상태가 되어 성능을 저하시키는 원인이 된다.

 

4. 히트펌프(Heat Pump)의 응용

히트펌프의 용도는 다양하며 현재 히트펌프의 이용은 가정용 또는 빌딩의 공조가 주체인데, 산업분야에서도 안전성과 에너지절약 및 성력화 등의 면으로 주목되어 이용이 증가되고 있다.

 

1) 히트펌프를 효율적으로 이용하기 위한 착안점

· 排熱의 유효활용

· 냉온열의 동시이용

· 온도가 안정된 수열원의 이용

· 제습원리를 이용한 저온건조

· 범용기기의 조합에 의한 효율적인 시스템

· 기기 이용률 향상

 

2) 용도

가정용 또는 산업용의 급탕

가정용 산업용의 공기조화

온천수가열, 기름가온 등

가정용 및 산업용 냉각 및 가온

건조 및 제습

 

5. 시공시 고려사항

히트펌프를 성능 좋게 기능을 충분히 발휘시키기 위해서는 기기의 설치장소, 진동이나 소음대책을 고려하여야 한다.

· 방진,방음대책으로서 기초나 가대는 충분하 강도의 것으로서 소음의 영향이 우려되는 지역에서는 방음대책을 강구할 것.

· 히트펌프는 냉동기와 같이 취급되므로 고압가스안전관리법의 적용을 검토하여야 한다.

· 공기식 열교환기의 경우 대기오염 및 눈이 쌓인곳을 피한다.