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열펌프 운전제어 시스템 및 방법

전문가 제언: ○ 냉난방기능의 열펌프시스템 중 보조난방 기능이 있는 시스템에 있어서, 주위온도가 어느 일정 온도보다 낮아지면, 열펌프 운전으로부터 가스가열난방 등 보조난방으로 운전모드를 전환하여 에너지비용을 절약한다. 이것은 열펌프시스템의 경우, 실외온도가 내려가면 냉매사이클 특성에 의해 성능과 에너지효율이 급속히 저하되기 때문이다.

○ 가스가격이 내려가면 보조난방으로 전환하여 운전비용이 절약되는 기준 주위온도는 올라간다. 즉 운전 전환의 기준이 되는 주위온도값은 가스와 전기의 가격에 직접 영향을 받는다. 따라서 전기와 가스의 가격변동에 따라 운전 전환의 기준이 되는 주위온도값을 변경할 필요가 있다.

○ 그러나 이 전환 기준값은 공장에서나 설치자에 의해 사전에 설정되어 이를 실시간으로는 변경할 수 없는 점이 문제다. 따라서 운전비용 절약을 위해, 전기, 가스 등의 가격변동에 따라 보조난방과 열펌프 운전의 전환 기준값을 실시간으로 조절할 수 있는 시스템과 방법이 필요하다.

○ 이 시스템은 컴퓨터 시스템을 통해 전기와 가스 등 에너지의 현재가격 자료를 입수한다. 또한 실온과 외기온도와 같은 다양한 열역학적 데이터의 추이분석 등 난방시스템의 운전효율에 관한 정보를 활용한다. 제어기는 이상의 데이터를 활용, 자동적으로 최적의 기준값을 설정한다.

○ 열펌프시스템은 냉난방이 가능한 냉매시스템으로 국내에서도 가정용 및 소형 업소용으로 1980년대부터 상품화되었으나 동절기 시 주위온도가 내려가면 성능과 효율이 저하되어 보급률은 정체되고 있다.

○ 국내의 경우, 보조난방장치로 가스연소 방식보다 석유연소 방식이 중심이며, 전기히터로 열펌프 운전 시의 난방능력을 보충하는 방식도 있다. 그러나 조작방식은 주로 수동방식으로 이 발명에서와 같은 자동방식에 대한 검토가 필요하다. 그리고 기본적으로 낮은 외기온도에서도 성능과 효율이 유지되는 열펌프 싸이클에 대한 연구도 매우 중요하다.

저자: CARRIER CORPORATION
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