열 펌프: 우리는 추위 속에서 몸을 따뜻하게 합니다
집 난방에 폐열을 사용하지 못하는 이유는 무엇입니까? 전 세계적으로 널리 보급된 히트펌프를 예로 들어 CIS 국가에서 구현의 어려움을 고찰하였다.
열 펌프가 존재하고 효과적으로 작동하는지 확인하기 위해 멀리 갈 필요가 없습니다. 부엌을 방문하고 냉장고를 보는 것으로 충분합니다. 영하의 온도가 내부를 지배하고 뒷면의 뜨거운 열 교환 그릴은 제품에서 열을 성공적으로 추출했음을 나타냅니다.
히트펌프는 흔히 역냉동기라고 합니다. 이 비유는 완전히 정확하지 않습니다. 냉장고와 열 펌프의 물리적 작동 원리는 동일하며 디자인과 목적만 다릅니다. 냉장고는 닫힌 부피에서 열을 추출하여 환경으로 "투사"합니다. 반대로 열 펌프는 외부의 열린 환경에서 저온 열을 추출하여 결국 실내의 닫힌 볼륨에 제공합니다.
열 엔진의 작동 원리는 이미 19 세기 전반에 입증되었지만 냉장고는 더 운이 좋았습니다. 특히 연료 문제가 없었기 때문에 음식을 저장해야 할 필요성이 집을 난방하는 것보다 더 시급한 문제로 판명되었습니다. 그 당시에는 난방을 위해.
처음으로 열 펌프에 대한 관심은 전후 유럽에서 파멸과 기본 필수품 부족으로 인해 비표준 난방 방식을 찾게되었을 때 발생했습니다. 그러나 히트펌프 개선의 가장 강력한 추진력은 1970년대의 에너지 위기였다. 에너지 자원 가격의 급격한 상승으로 저수지의 물, 지열, 도시의 뜨거운 폐수와 같은 저온 열 운반체를 사용하는 것이 경제적으로 수익성이 있습니다.
그때까지 업계는 개별 오두막을 위한 저전력에서 건물 단지를 위한 강력한 난방 시스템에 이르기까지 다양한 응용 분야를 위한 신뢰할 수 있고 환경 친화적인 시스템을 이미 개발하고 생산했습니다.
자동화된 펌프 제어 및 관리 시스템을 갖춘 다양한 매체(공기, 물, 토양)로 작동하는 히트 펌프가 이제 시장에 나와 있습니다. 그러나 가장 현대적인 기술은 열 펌프의 전원을 선택하거나 난방 시스템을 설치할 때 실수를 하면 원하는 결과를 얻지 못합니다.
이를 위해서는 히트 펌프의 효율적인 작동을 결정하는 몇 가지 주요 특성을 파악해야 합니다. 그들 중 가장 중요한 것은 "가열 계수"입니다. 소비된 전기 에너지에 대한 생성된 열 에너지의 양의 비율. 최신 시스템의 경우 범위는 3.5에서 4입니다.
그리고 여기에서 뉘앙스가 시작됩니다.제조업체는 히트 펌프의 가장 유리한 작동 모드에 대해 이 값을 표시합니다. 외부 가열 매체와 가열 회로 사이의 최소 온도 차이. 예를 들어 외부 온도가 섭씨 10도(토양 깊이 150m)이고 난방 회로 온도가 40도(따뜻한 바닥)이면 계수는 실제로 약 4가 됩니다. 그러나 이미 60도에서 2로 떨어지고 80도에서 1과 같습니다. V 이 경우 기존 전기 히터 또는 보일러를 사용하는 것이 더 쉽고 저렴합니다.
두 번째 주요 문제는 열 펌프의 집열기(열 추출 회로)의 계산인데 토양의 구성에 따라 열 추출은 모래 파이프의 경우 10W/m에서 젖은 점토 토양의 경우 35W/m까지 다양합니다. 컬렉터를 수평으로 배치한 경우입니다. 수직 저수지의 경우 깊은 (100m 이상) 우물이나 수십 미터 깊이의 우물 시스템을 뚫어야하기 때문에 층의 지질 구성을 알아야합니다.
따라서 결론 : 연구를 수행하고 프로젝트를 만들고 난방 시스템의 구성을 결정할 전문 조직이나 회사의 참여 없이는 불가능합니다. 수평 수집기는 드릴 작업이 필요하지 않지만 수백 미터의 파이프를 설치하려면 최대 2.5미터 깊이까지 같은 수의 도랑을 파야 하므로 작업이 완료되면 잘 관리된 지역이 폭탄 사이트처럼 보일 것입니다.
수직 탱크를 설치하려면 10m 이상의 깊이까지 시추해야 하며 이는 연구 및 설계 작업 외에도 다양한 조직의 허가를 얻는 것과 관련이 있습니다.오늘날 지구의 하층토는 국가의 재산이며 공무원 앞에서 장비 가격보다 더 심각한 장애물이 될 수 있으며 히트 펌프 도입 작업이 가능합니다.
마지막으로, 히트 펌프 작동 비용의 추정치입니다. 난방 면적이 200m2 인 빌라의 경우 열 에너지 약 18kWh 용량의 히트 펌프가 필요합니다. 컬렉터 파이프의 길이는 약 400미터이며 낙관적인 열 제거율은 50W/m입니다. 주요 독일 회사의 이러한 용량을 갖춘 장비는 구성에 따라 약 6,000-7,000유로입니다. 드릴링 또는 굴착 작업 - 3000유로 이내. 프로젝트와 승인을 더하고 10,000의 합계를 얻으십시오 이것은 일반 거주자가 오늘 히트 펌프를 설치할 가치가 있는지 여부와 언제 지불 할 것인지를 판단하는 기준입니다.
새로운 건물을 짓는 조직 및 기업의 경우 이제 히트 펌프로 난방을 제공할 수 있습니다. 에너지 관세의 지속적인 증가를 배경으로 이러한 비용은 3-5년 내에 회수할 수 있습니다. 그러나 국가가 특혜 관세를 설정하거나 에너지 비용을 보조하는 인구의 경우 열 펌프 사용은 오랫동안 수익성이 없습니다.