집을 데우기 위해 히트 펌프를 사용해야합니까?

펌핑 산업은 아직 정해지지 않고 있으며 친숙한 기술을 기반으로 새로운 엔지니어링 솔루션이 등장하고 있습니다. 수익을 창출하고 매출을 늘리는 데 관심이있는 마케터는 특정 제품에 대한 데이터를 숨기고 혁명적이며 비길 데없는 것으로 홍보합니다. 가장 두드러진 예는 히트 펌프입니다. 판촉물에는 그러한 장치의 작동 원리 나 집 난방 효율성 수준에 대한 설명이 포함되어 있지 않습니다. 그러나이 자료를 통해 모든 것이 작동하는 방식과이 시스템 또는 그 시스템이 어떻게 유용 할 수 있는지를 이해하는 것이 가능합니다.

히트 펌프 란 무엇인가, 그 범위

히트 펌프의 기술적 정의는 한 영역에서 다른 지역으로 에너지를 전달하는 장치로서 동시에 작업의 효율성을 향상시킵니다. 그러한 정비사를 설명하는 것은 쉽습니다. 차가운 물 한 통과 뜨거운 유리를 상상해보십시오. 이들을 가열하기 위해 특정 열 표시에서 특정 양의 에너지가 소비됩니다. 그러나 응용 프로그램의 효율성은 다릅니다. 물통의 온도를 1도 낮추면 결과적으로 열에너지가 유리의 액체를 거의 끓일 수 있습니다.

열 펌프를 작동시켜 풀을 가열하거나 시골집에 난방을 완전히 제공 할 수있는 것은이 기계공을위한 것입니다. 설치는 열을 한 구역에서 다른 구역으로 옮깁니다. 이러한 기술에는 많은 응용 프로그램이 있습니다.

1. 일정 비율의 열 펌프 출력 집 난방 저렴하고 효과적이게된다.
2. 만들기 쉽다. 열 펌프가있는 DHW보일러 2 차 난방을 사용합니다.
3. 약간의 노력과 적절한 디자인으로 제작이 완전히 가능합니다. 자율 난방 시스템태양 전지 패널에 의해 구동.
4. 대부분의 열 펌프 모델을 사용할 수 있습니다. 따뜻한 바닥, 난방 회로로 사용됩니다.

적절한 시스템을 선택하고 구매하기 위해서는 무엇보다 먼저 작업을 올바르게 설정해야합니다. 그리고 그들은 모든 요구를 충족시키기 위해 전력 요구 사항을 제시하고 열 보일러의 개별 유형의 수용 가능성을 평가 한 후에 만.

일의 일반 원칙

기술적으로 열 펌프는 익숙한 사람 카르노 사이클, 물질 상태의 일련의 변환. 이러한 단어는 대부분의 사용자에게 완전히 외계인이 될 수 있습니다. 그러나 실질적으로 이들 각각은이 물리적 프로세스를 기반으로 가정에서 적어도 하나의 장치를 갖추고 있습니다.

간단한 용어로, 열 펌프 냉장고입니다.. 시민들이 고기와 음료수를 저장하는 데 익숙한 모든 가정용 모델은 효율이 100 % 이상인 히터입니다.모든 것은 다음과 같이 작동합니다 :

• 냉장고는 그 안에 놓인 제품의 열을 빼앗아 그릴로 옮기고 따라서 공간의 공간으로 옮깁니다.
• 동시에, 공기는 ​​압축기에 의해 가열된다.

결과적으로 특정 양의 전기를 소비하면 사용자는 두 개의 열원을 받고 그 중 하나 (제품에서 빼낸 에너지)는 완전히 자유입니다.

저것은 열 펌프의 원리이다. 이 장치는 냉장고와 비교하여 역 기능 다이어그램을 가지고 있습니다. 열교환 기와 라디에이터 그릴은 유용하며 장치의 최종 효율성을 담당합니다. 모든 것은 다음과 같이 작동합니다 :

• 열 추출 회로는 안정된 온도 환경에 둘러싸인 방의 바깥에 위치합니다.
• 히트 펌프의 작동 중에, 작동 유체의 온도는 환경 지시기 아래의 자연적 물리적 공정에 의해 강제적으로 감소된다;
• 열은 작동 유체에 의해 제거되며, 그 강도는 형성된 온도차에 의존한다.
• 작동 유체는 상태 변환 회로와 실내의 열교환기로 들어가고;
• 에너지는 공기 또는 다른 매체로 방출된다;
• 초기 상태의 작동 유체는 사이클의 시작 부 (열 추출 회로)에 공급된다.

이 가열 방식에는 몇 가지 장점과 단점이 있습니다. 그러나 최적의 조건에서 열 펌프는 상당한 절약. 집 난방은 고전적인 가스 및 고체 상태의 보일러에 비해 70-80 % 저렴한 비용이 필요합니다.

열 펌프의 궁극적 인 효율은 여러 가지 요소에 달려 있습니다. 일부 기술 솔루션은 제한된 수의 작업 만 해결할 수 있습니다. 다른 것은 복잡한 열 펌프 설치를 제안합니다.

오늘날, 가전 제품에는 소유자가 환경의 열기를 선택하는 혁신적이고 혁신적인 아이디어를 사용하고 있다고 의심조차하지 않는 수많은 가전 제품이 있습니다. 더욱이 이것은 창 밖의 음의 공기 온도에서도 발생할 수 있습니다. 그것은 난방 기능이있는 에어컨실제로 열 펌프의 역학에 기반을두고 있습니다. 그러한 공대공 장치의 작동 원리는 나중에 논의 될 것입니다.

히트 펌프를 사용하여 개인 주택 난방 방식

가정 난방을위한 열 펌프를 사용하는 최적의 계획에는 다음이 포함됩니다. 저장 탱크. 간체, 그것은 다음과 같이 보입니다 :

여기서 블록 1과 2는 유입되는 열유속을 조절하는 문제를 해결하는 스톱 밸브입니다. 흐름을 수동으로 중첩하거나 자동화 된 열 헤드를 구성 할 수 있습니다. 블록 3은 일반적인 서모 스탯 또는 센서 시스템입니다.

난방은 다음 원리에 따라 작동합니다.

• 열 펌프는 환경으로부터 열을 받아 물을 가열합니다.
• 액체는 저장 탱크의 2 차 가열의 열교환기로 들어가거나 단일 회로에서 순환합니다.
• 가열 시스템은 고전적인 원리에 따라 만들어지며, 물 흐름은 원형 펌프에 의해 제공됩니다.

그림은 주택의 최소 장비를 보여줍니다. 쉽게 추가 할 수 있습니다. 특히, 아무도 귀찮게하지 않습니다. 두 개의 탱크를 설치하다 2 차 가열 유체의 원리를 사용하십시오. 그 중 하나 - 열 펌프 보일러 (후자의 출구에 직접 설치) -는 온수 공급에 사용됩니다. 체적 탱크가 많을수록 냉매를 난방 시스템에 공급하는 문제를 해결할 수 있습니다.

우수한 옵션 작동 히트 펌프로 가정 난방, 누적 용량 및 단열 바닥 시스템.이 경우, 액체를 고온으로 가열 할 필요는 없다. 30 ~ 40 도의 언더 플로어 가열에 최적의 속도. 가열 방식은 이미 언급 한 것과 비슷하지만 라디에이터 대신 물이 자체 흐름 제어로 수집기 노드로 흐릅니다.

매체 특성 별 열 펌프 분류

열 펌프의 분류는 매우 방대합니다. 장치는 작동 유체의 종류, 물리적 상태의 변경 원리, 변환 장치의 사용, 작동에 필요한 에너지 운반자의 특성에 따라 분류됩니다. 시장에서 다양한 분류 기준의 조합을 가진 모델이 제시된다고 생각하면 모든 것을 나열하는 것이 다소 어렵다는 것이 분명해진다. 그러나 그룹 구분의 기본 원칙을 고려할 수 있습니다.

히트 펌프의 설치, 설계 및 최종 특성은 열원 및 수령 환경의 매개 변수에 따라 달라집니다. 오늘날 여러 가지 유형의 엔지니어링 솔루션이 있습니다.

공대공

공냉식 히트 펌프 - 가장 일반적인 장치. 그들은 작고 간단합니다.이 유형의 가정용 에어컨의 메 커닉에 관해서는 난방 모드로 작동합니다. 작동 원리는 간단합니다.

• 가로형 열교환 기는 공기 온도 이하로 냉각되고 열을 흡수합니다.
• 들어오는 프레온을 라디에이터로 압축 한 후에 온도가 크게 증가합니다.
• 열 교환기를 불어 넣는 방 안의 팬이 방을 가열합니다.

환경 에너지의 선택은 반드시 외부 열교환기에 의해 이루어지는 것은 아닙니다. 이 목적을 위해, 공기는 ​​방에 위치한 블록 안으로 밀어 넣을 수 있습니다. 이것은 몇 가지 작업 방법입니다. 채널 시스템.

프레온을 에어 컨디셔너에서 압축 및 팽창시킨 다음, 와류 열 펌프 단순한 공기가 사용된다.. 작동 원리는 비슷합니다. 가스가 내부 열교환기에 들어가기 전에 가스가 압축되고 에너지를 포기한 후 열 추출 챔버로 강렬한 흐름에 의해 가스가 불어납니다.

와류 열 펌프는 대기 온도가 높을 때만 효율적으로 작동하는 대형 대규모 설치입니다. 따라서, 이러한 시스템은 산업 워크샵에 설치되며, 노의 배기 가스 또는 주요 공조 시스템의 뜨거운 공기를 열원으로 사용합니다.

물 - 물

물 대 물 히트 펌프는 다른 설비와 동일한 원리로 작동합니다. 에너지 전달 매체 만 다릅니다. 장비가 장착되어있다. 침지 식 프로브, 그래서 힘든 겨울의 조건에서도, 긍정적 인 온도로 지하수 지평선에 도달.

난방의 필요성에 따라 물에서 물로의 열 펌프 시스템은 완전히 다른 크기 일 수 있습니다. 예를 들어, 민간 주택 주변을 뚫은 여러 우물에서 시작하여 대 건축물 건축 단계에서 놓여진 대수층에 직접 위치한 대 면적 열교환기로 끝납니다.

물에서 물까지 열 펌프는 생산성과 효과적인 출력으로 탁월합니다.. 그 이유는 액체의 열용량이 증가하기 때문입니다. 프로브 또는 열교환 기가있는 물 층은 에너지를 신속하게 방출하며 방대한 양 때문에 특성을 약간 감소시켜 시스템의 안정적인 작동에 기여합니다. 또한 수자원 장치가 다릅니다. 증가 된 효율.

물 - 공기, 공기 - 물

결합 된 시스템은 신중하게 선택해야합니다. 동시에 기존의 기후 조건을 신중하게 평가합니다. 예를 들어, 물에서 공기로의 히트 펌프 사이클은 가열 효율이 좋습니다. 혹한이있는 지역. 따뜻한 바닥과 축적 된 2 차 가열 보일러와 함께 공기 대 물 시스템은 영토에서 최대한의 비용 절감 효과를 나타낼 수 있습니다. 공기 온도가 -5 ~ -10도 아래로 떨어지는 경우는 거의 없습니다.

용융 (염수) - 물

이 종류의 열 펌프는 수레의 종류이다. 그는 할 수있다. 문자 그대로 사방에 적용. 순 발열량의 지표는 일정하고 안정적입니다. 염수 장치의 작동 원리는 습기 또는 습도의 정상적인 지표가있는 토양으로부터의 열 선택을 기본으로합니다.

이 시스템은 설치가 용이합니다. 외부 열 교환기를 수용하기 위해 특정 깊이까지 묻어두면 충분합니다.가스 또는 액체 작동 유체가있는 장비 옵션 중 하나를 선택할 수도 있습니다.

히트 펌프 급수 브라인 수의 계산이 완료되었습니다. 난방 에너지 수요 측면에서 그것의 양적인 결정을위한 방법은 풍부하다. 집 벽의 재질, 창 디자인, 토양의 특성, 가중 평균 기온 등을 고려하여 가장 정확한 계산을 할 수 있습니다.

염수 시스템의 제조업체는 변환 장치의 전력 소비, 외부 열교환 기의 설계 및 치수 및 출력 회로의 매개 변수가 다른 다양한 버전의 모델을 제공합니다. 사전 요구 사항에 대한 최적의 열 펌프 선택은 쉽습니다.

몸의 유형별 구분

현대의 열 펌프는 기체 몸체 또는 화학 액체 암모니아 용액을 열 전달체로 사용할 수 있습니다. 특정 구성표의 적합성은 시스템의 특성 인 여러 요소에 따라 평가됩니다.

1. 프레온을 사용하는 설치가스 압축 및 팽창 공정에 기반한 히트 펌프 사이클을 갖추고 있습니다. 그들은 어떻게 든 압축기 회로에 내장되어 있습니다.장비에는 매력적인 성능 지표가 있지만 단점도 있습니다. 작동 사이클 시간의 시스템의 가중 평균 소비가 안정적이지만 배선이 과중하게로드됩니다. 또한 가스 열교환 기가 장착 된 열 펌프는 중앙 집중식 전기 네트워크가 없거나 충분한 부하 용량이있는 전원 공급원에 유용하지 않습니다.
   
2. 암모니아 용액을 이용한 증발 식 설치낮은 끓는점에서 물질의 증발 과정을 토대로 듀티 사이클을 갖는다. 외부 열 교환기가 통과 한 후에 액화는 에너지 원의 작용하에 발생합니다. 이것은 열 버너입니다. 고체, 휘발유, 디젤, 가스, 등유, 어떤 경우에는 메틸 알코올이 거의 모든 연료에 사용될 수 있습니다. 따라서 증발 식 히트 펌프는 전기가없는 곳에서 매력적입니다. 또한, 이러한 장비의 선택은 해당 지역의 특정 유형의 값싼 연료를 밀어 낼 수 있습니다.
   

시스템에 사용되는 작동 매체의 특성은 발전소 성능 및 출력에 대해 많이 알 수 있습니다.따라서 프레온 압축기 열 펌프는 예리한 저크가 가능하여 신속하게 실내 온도를 높입니다. 그러한 업적을위한 암모니아 증발 모델은 불가능합니다. 선호되는 사용 모드는 공칭 열 전달과 함께 안정되고 일정한 작동입니다.

열 펌프의 장점과 설치 가능성

광고에서 언급했듯이, 열 펌프의 주요 이점은 가열 효율. 어느 정도까지, 그것은 그렇게 작동합니다. 히트 펌프가 최적의 온도 판독 값을 제공하는 에너지 인출 환경을 갖추고 있으면 설치가 효율적으로 이루어지며 난방 비용이 약 70-80 % 감소합니다. 그러나 열 펌프가 불합리한 투자 일 수있는 경우가 항상 있습니다.

히트 펌프의 효율은 다음과 같은 기술적 특성에 의해 결정됩니다.

• 작동 유체에 의한 온도 하한 제한의 매개 변수;
• 열 추출이 극단적으로 작은 외부 교환기 및 환경의 최소 온도 차이;
• 에너지 소비의 수준과 유용한 화력의 반동.

히트 펌프를 사용하는 가능성은 여러 가지 요소에 달려 있습니다.

1. 그러한 장비가 좋은 결과를 보이지 않는 지역 - 서리가 내린 겨울과 평균 일일 기온이 낮은 지역. 이 경우 히트 펌프는 단순히 환경으로부터 충분한 열을 추출 할 수 없으므로 거의 제로 효율 영역에 근접합니다. 우선, 그것은 공대공 시스템에 관한 것이다.
2. 가열 된 공간의 양이 증가함에 따라 열 펌프의 기술적 매개 변수가 거의 기하 급수적으로 증가합니다. 열교환 기가 더 커지면 물이나지면의 침지 형 탐침의 크기와 수는 증가합니다. 어떤 시점에서 난방을위한 히트 펌프의 비용이 필요했습니다. 설치 및 유지 보수 비용, 전력 소비의 지불은 단순히 비합리적인 투자입니다. 보일러로 고전적인 가스 가열 방식을 만드는 것이 훨씬 저렴합니다.
3. 시스템이 복잡할수록 더 비싸고 파손시 수리가 더 어려워진다.. 이는 가열 된 지역의 크기와 기후 구역의 특성에 부정적인 영향을 미친다.

클래식 열 펌프 및 가스 / 고체 연료 보일러번들로 작업. 아이디어는 간단합니다 : 연료의 연소 생성물은 넓은 파이프에 표시됩니다. 그것은 열 교환기에 위치해 있습니다. 난방 및 온수 공급 시스템에는 간접 난방 보일러 및 저장 탱크가 설치됩니다. 장비 (보일러 및 펌프)는 분배 네트워크의 유체 온도가 떨어지면 동시에 작동됩니다. 쌍으로 작업하면서 연료를 연소시키는 에너지를 거의 완전히 활용하여 최대 효율에 근접한 지표를 제시합니다.

환경 특성에 적응 한 시스템이 구축되었습니다. 열 펌프, 팬 장치, 어떤 종류의 열 총. 거리에서 기온이 충분히 높으면 (섭씨 -5 ~ -10도) 히트 펌프는 정상 모드에서 작동하여 난방을위한 충분한 출력을 제공합니다. 시스템의 설계 특징은 별도의 환기 덕트에서 외부 열교환 기의 위치입니다.거리의 온도가 최적의 표시보다 낮 으면 공급 된 공기가 히트 건 (디젤, 전기 또는 가스)에 의해 가열됩니다.

주목할 가치가 있습니다 : 대기 온도에 적응하거나 열 펌프 작동의 안정화 매개 변수를 제공하는 대부분의 방식은 공대공 및 공대공 장치에 적용됩니다. 지상이나 수 중에서 격리 된 외부 열 교환기로 인해 다른 시스템은 그러한 "온실"작업 조건을 만들 수 없습니다.

히트 펌프 동력의 주요 특성 및 계산

주택 난방을위한 히트 펌프 설치의 일반적인 합리성은 무엇보다도, 재정 지출에 관한. 여기에는 다음이 포함됩니다.

• 장비 구매 가격;
• 토지 공사를 포함하는 설치 비용;
• 정기 유지 보수 비용;
• 빈번한 문제를 제거하는 데 드는 대략적인 비용.

동력 모델의 선택위에서 언급 한 바와 같이, 열 공급에 대한 전반적인 필요성을 기반으로합니다. 10x10 미터 (300 입방 미터)의 1 층 주택에 대한 대략적인 계산은 다음과 같습니다.

• 최대 부정적인 겨울 온도 (-20)를 고려한다;
• 실내와 환경의 차이가 결정됩니다 (20 - -20 = 40).
• 벽의 열 손실은 재료의 참조 데이터에 따라 계산됩니다 (벽돌의 경우 표 값은 1, 열 손실은 시간당 1x300x40 - 12000 킬로 칼로리 또는 13.5kW 임).

결과 수치는 집을 가열하기에 충분한 열 펌프의 최소 전력을 나타내는 지표입니다. 최적의 모델을 선택하려면 특성을 50 % 이상 늘려야합니다. 이것은 겨울철의 열 펌프가 주변 온도에서 가장 낮은 효율의 0에 가까운 최적 조건에서 작동해야하기 때문에 가능합니다. 고려 된 예에 대한 결과 그림은 약 20 kW입니다.

계산의 두 번째 부분은 다음과 같습니다. 저장 탱크 용량 선택. 히트 펌프가 하루에 제한된 사이클 동안 작동 할 수 있도록 시스템의이 부분을 설치하는 것이 좋습니다. 장비의 문서는 주기성의 특정 표시기에 대한 축전기의 부피에 대한 권장 사항을 제공합니다. 평균 수치는 킬로와트 당 30 리터이며 3 발사, 20 리터 발사 5 발사. 따라서이 예에서는 집에서 하루에 열 펌프를 5 회 작동시키기 위해 최소 400 리터의 저장 탱크가 필요합니다.

결론

기후 분석 결과, 사용 가능한 에너지 원, 토양의 성질, 가열 용 히트 펌프를 구입하기로 결정한 경우, 권장 사항입니다. 전문가에게 시스템 설계를 의뢰합니다. 최적의 모델 선택은 장비의 기능과 작업의 역학에 기반을두고 있습니다. 전문가들은 토양의 열전달을 고려하고, 효율을 높이기 위해 결합 된 계획을 선택하고, 토지 공사를 수행하기위한 최상의 선택을 계산할 것입니다. 따라서 전문가가 개발 한 히트 펌프가 장착 된 난방 시스템은 놀라움을 당하거나 선택을 후회하게 만들지 않습니다.