공기열원히트펌프의 작동 원리는 무엇입니까? 대한민국

공기열원히트펌프의 작동 원리는 무엇입니까?

효율적이고 에너지 절약적이며 환경 친화적인 난방 및 냉방 장비로서, 공기 근원 열 펌프 현대 에너지 활용 분야에서 중요한 위치를 차지하고 있습니다. 공기열원 히트펌프의 작동 원리는 열전달의 개념에 기반을 두고 있으며, 공기 중의 열에너지를 교묘하게 활용하여 에너지 전달과 개선을 달성하며, 많은 중요한 장점이 있습니다. 다음은 공기열원 히트펌프의 작동 원리와 장점에 대해 자세히 설명합니다.

기본 작업 주기

공기열원 히트펌프는 주로 증발기, 압축기, 응축기, 팽창밸브의 4가지 핵심 구성요소로 구성됩니다. 공기열원 히트펌프의 작동 과정은 폐쇄형 순환 시스템을 형성합니다.

1. 증발기 - 열 추출

증발기는 공기원 히트펌프와 외부공기 사이의 열교환을 위한 핵심부품입니다. 증발기에서는 저온저압의 액체냉매(예: 프레온)가 팽창밸브에 의해 조절되고 감압된 후 유입됩니다. 이때 냉매의 비등점은 크게 낮아지고 증발기에서 빠르게 증발하고 증발합니다. 액체에서 기체 상태로 많은 양의 열을 흡수해야 하며 증발기 주변의 공기 온도가 비교적 높기 때문에 열이 공기에서 냉매로 전달되어 냉매가 저온저압의 기체 상태로 증발하고 공기가 냉각됩니다. 이 과정은 자연의 거대한 "열저장고"에서 무료로 열을 추출하는 것처럼 공기에서 열을 흡수하는 목적을 달성합니다.

2. 압축기 - 에너지 향상

증발기에서 나오는 저온 저압 가스 냉매는 압축기로 빨려 들어가고 압축기는 그것을 압축하여 일을 합니다. 압축기의 강한 압축 하에서 냉매의 압력과 온도는 급격히 증가하여 고온 고압 가스가 됩니다. 이때 냉매에 포함된 에너지가 상당히 증가합니다. 물 펌프를 통해 낮은 곳에서 높은 곳으로 물을 펌핑하면 물의 잠재 에너지가 증가하는 것처럼 압축기는 냉매에 에너지를 제공하여 고온 환경으로 열을 방출할 수 있는 능력을 갖습니다.

3. 콘덴서 - 열 방출 

고온 고압의 기체 냉매는 응축기로 들어갑니다. 응축기는 일반적으로 난방이 필요한 실내 공간(예: 바닥 난방 파이프, 라디에이터 등)이나 생활용 온수 탱크에 연결됩니다. 냉매의 온도가 실내 환경이나 물 탱크의 물 온도보다 높기 때문에 냉매에서 실내 공간이나 물로 열이 전달되어 실내 온도가 상승하거나 물이 가열됩니다. 이 과정에서 기체 냉매는 열을 방출한 후 점차 응축되고 액화되어 액체 상태로 돌아가 공기에서 실내 또는 물로 열을 전달하는 핵심 단계를 완료합니다.

4. 팽창밸브 - 순환제어

액체 냉매가 응축기에서 흘러나온 후 팽창 밸브를 통과합니다. 팽창 밸브의 기능은 냉매를 조절하고 감압하여 압력과 온도가 다시 떨어지고 증발기에 들어갈 때 저온 저압 상태로 돌아가 증발기에서 다음 라운드의 열 흡수 증발 프로세스를 준비하는 것입니다. 팽창 밸브는 유량 조절 밸브와 같으며 냉매의 유량과 압력을 정확하게 제어하여 전체 공기원 히트 펌프 시스템이 안정적이고 효율적으로 작동할 수 있도록 합니다.

이러한 연속 사이클 과정을 통해 공기열원 히트펌프는 공기로부터 열을 지속적으로 흡수하여 실내 난방을 위해 더 높은 온도로 상승시켜 생활용 온수를 만들거나 여름에 냉장 기능을 달성할 수 있습니다.(냉매의 흐름 방향을 전환하여 실내의 열을 실외 공기로 전달)