[스크랩] 히트펌프원리

펌프는 낮은 곳에 있는 물을 높은 곳으로 퍼 올리는 장치이다. 펌프는 우리생활에 가장 많이 사용되는 에너지기기의 하나로서 아파트에서는 중앙공급실에 펌프가 설치되어 수도수, 온수, 난방수 등을 공급하므로 펌프가 고장 나면 당장 생활에 큰 불편을 겪게 된다. 물이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르듯 열은 고온부에서 저온부로만 흐르지만 히트펌프를 설치하면 열을 저온부에서 흡열하여 고온부로 열을 보낼 수 있다. 따라서 히트펌프를 이용하면 온도가 낮은 폐열에서 열을 흡열하여 고온 열사용처에 사용할 수 있어서 큰 에너지절약효과를 비교적 쉽게 거둘 수 있기 때문에 히트펌프는 에너지가격이 오르게 되면 에너지절약기기로 항상 주목을 받게 된다.

 사실 저온에서 열을 흡열하는 기술은 전혀 새로운 기술이 아니며 우리 가정에 설치된 냉장고나 에어컨만 하더라도 온도가 낮은 저온부에서 지속적으로 흡열하여 온도가 높은 곳에 방열기를 통하여 열을 버리고 있어 냉장고나 에어컨도 모두 히트펌프라고 볼 수 있다. 다만 냉장고는 내부의 저온에서 지속적으로 열을 뽑아서 냉장고외부의 방열코일로 열을 버리기 때문에 기능적으로는 히트펌프와 동일하나 고온 측을 이용하지 않고 저온 측을 이용하기 때문에 편의상 냉장고라고 부르고 있을 뿐이다.

 따라서 여기에서 소개하고자 하는 히트펌프는 공기, 물, 흙과 같은 저온에서 열을 흡수하여 실내난방이나 급탕 등 비교적 온도가 높지 않은 열사용처로 열을 공급하는 장치를 의미한다. 히트펌프의 용도로는 목욕탕 등에서 폐수열을 회수하여 온수나 온풍을 생산하는 온열전용 히트펌프와 냉·난방에 이용되는 냉·온열 겸용 히트펌프로 구분된다.

 일반적으로 온열전용 히트펌프는 구조도 단순하고 에너지절약효과도 아주 우수하여 폐열이 많이 배출되는 사우나, 목욕탕, 염색공장, 식품공장 등에 널리 적용되고 있으나 냉·난방에 사용되는 히트펌프는 기후조건에 따라 여러 가지 온도특성을 모두 만족하여야 하기 때문에 업체별로 많은 기술적 특성을 갖고 있다. 겨울철에 외기온도가 영하로 내려가지 않는 온난한 지역은 특별한 기술이 반영되지 않은 보급형 히트펌프를 설치해도 우수한 냉·난방성능을 얻을 수 있기 때문에 우리나라 남부지역이나 미국, 일본, 중국, 유럽 등 지역에 광범위하게 이용되고 있다.

 그러나 우리나라 서울을 비롯한 수도권지역은 겨울철 혹한기에 외기온도가 영하 15℃ 정도까지 내려가는 날도 자주 있어서 공기열원식 히트펌프 냉난방장치는 혹한기에 대비한 보조전열기를 부착하는 경우가 많다. 혹한기에 난방성능이 저하되는 주 요인은 외기온도가 영하로 내려가게 되면 열을 흡열하는 증발기의 표면에 서리가 부착되어 증발기에서 흡열이 불가능하게 되기 때문이다.

 일반적으로 히트펌프 냉난방장치를 사용하게 되면 단일기기로 냉방과 난방이 가능하기 때문에 보일러나 연료배관을 설치하지 않아도 되기 때문에 시설비나 기기설치공간을 줄일 수 있고 기기조작이 쉬우며 고장이 적어 유지보수도 아주 편리하다. 따라서 많은 히트펌프 제조업체에서는 혹한기에도 보조가열기 없이 히트펌프만으로 난방이 가능한 히트펌프를 개발하기 위하여 많은 노력을 기울이고 있으며 일부 기업에서는 혹한기에도 보조가열기 없이 난방이 가능한 제품을 개발하여 보급하고 있으나 혹한기 난방성능이 확실하게 입증되지는 않은 실정이다.

 히트펌프는 적용대상별로 조건과 성능이 아주 다르므로 성능인증에 많은 어려움이 있으며 성능시험시설도 충분히 확보되어 있지 않기 때문에 용량이 큰 히트펌프는 어쩔수 없이 적용현장에서 성능시험을 할 수 밖에 없는 어려움이 있다. 이에따라 일본에서는 히트펌프의 성적계수가 3.3 이상이고 설비규모가 일정규모 이상인 설비에 대해서만 정부의 자금지원 대상설비로 인정하고 있다.

출처 : 왕림탕

글쓴이 : king 원글보기

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