히트펌프 원리의 이해
xwind 914 2011/12/07

 히트펌프 원리


히트펌프는 낮은 온도에서 높은 온도로 열을 끌어 올린다하여 붙여진 이름이다. 처음에는 냉장고 · 냉동고 · 에어컨과 같이 압축된 냉매를 증발시켜 주위의 열을 빼앗는 용도로 개발되었다. 그러나 지금은 냉매의 발열 또는 응축열을 이용해 저온의 열원(熱源)을 고온으로 전달하는 냉방장치, 고온의 열원을 저온으로 전달하는 난방장치, 냉난방 겸용장치를 포괄하는 의미로 쓰인다.

 

구동방식에 따라 전기식과 엔진식, 열원에 따라 공기열원식 · 수원열식(폐원열식) · 지열원식 등으로 구분된다. 또 열 공급방식에 따라 온풍식 · 냉풍식과 온수식 · 냉수식, 펌프의 이용범위에 따라 난방 · 냉방 · 제습 및 냉난방 겸용 등으로 분류된다. 구조는 압축기 · 증방기 · 응축기 · 팽창벨브 등으로 이루어져 있다.

 

작동원리는 난방용의 경우, 압축기에서 고온 · 고압으로 압축된 냉매를 기화시킨 다음 응축기로 보내 높은 온도의 열을 온도가 낮은 바깥쪽으로 내뿜는 사이클을 반복하도록 구성되어 있다. 냉방용은 이와 반대로 응축기는 증발기로, 증발기는 응축기로 작용하도록 만들어 응축된 냉매가 더운 바깥 공기와 열교환됨으로써 냉방을 하고자 하는 대상 지점을 차갑게 만들도록 시스템이 구성되어 있다.

 

현재 대부분의 히트펌프는 냉방과 난방을 겸용하는 구조로 구성되어 있다. 보통 공기열원식은 외부 온도가 5'C 이하가 되면 성능이 떨어지고, 기계적 손상도 발생해 작동이 원활하지 않게 되는 단점이 있다. 반면 수열원식이나 지열원식은 혹한 지역에서도 지속적으로 열을 공급할 수 있고, 에너지 효율도 높아 공기열원식을 대체하는 새로운 히트펌프로 주목받고 있다.


   

 

  지열 열펌프 시스템이란?


- 지중 열교환기, 순환펌프, 열펌프로 구성된 냉난방 겸용시스템

- 토양, 지하수, 지표수 등을 열원 (또는 히트싱크)으로 활용

- 냉방 사이클 : 실내에서 흡수한 열을 지중으로 방출

- 난방 사이클 : 지중에서 흡수한 열을 실내로 공급

  

경제성

- 고효율 장비 (COP4.5, 국내 최고 출수 온도 63'C)

- 계절 변화에 관계없이 연중 일정한 성능유지

- 별도의 관리인이 필요없으므로 유지비용 절감

- 냉방시 별도의 비용없이 온수사용이 가능

 

친환경성

- 전기소비가 적어 발전설비를 줄이고 화석연료 사용량을 줄임

- 연소가스 (CO₂)의 발생이 적음

- 연료의 불완전 연소로 인한 유해가스 및 분진 발생이 없음

 

편리성

- 냉·난방 전환이 용이함

- 장비 1대에서 냉방, 난방 급탕이 모두 가능

- 별도의 기계실이 필요없으며, 설치가 용이함

- 외부에 노출되는 장치가 없으므로 건물 미관에 영향을 주지 않음