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태양열 지원 열펌프 시스템

전문가 제언: ○ 열펌프(heat pump)는 주로 냉매증기압축 사이클을 이용, 응축기에서 방출하는 냉매의 응축열을 이용하는 고효율 난방 시스템이다. 이와 같은 열펌프의 정상적인 성능과 효율을 위해서는 공기나 물과 같은 실외 열원으로부터 증발기에 충분한 증발열이 공급돼야 한다.

○ 이러한 열펌프의 특성으로 인해 주위온도가 낮은 조건에서는 열펌프 내 실외유닛이 증발기로 충분한 열을 공급하지 못해 난방능력을 떨어뜨린다. 이 문제를 해결하기 위해 태양열 집열기를 추가해 태양열을 기존 실외유닛의 지원 열원으로 이용하는 태양열 지원 열펌프(solar assisted heat pump) 시스템이 개발되었다.

○ 종래의 태양열 지원 열펌프는 물탱크 내부에 증발기를 설치하고, 외부 열이 태양열 집열기 및 실외유닛으로부터 물탱크 내의 증발기로 전달되도록 물이 순환하는 열전달 회로를 구성한다. 이 시스템은 태양열 집열기와 실외유닛 중 어느 한쪽으로만 동작한다. 따라서 야간이나 우천 등으로 태양열 집열기 운전이 정지되면 실외유닛이 동작되고, 이 때 실외온도가 낮은 경우에는 탱크 내 물을 냉각시켜 효율을 떨어뜨리는 문제가 발생한다.

○ 이 문제를 해결하기 위한 방법으로 증발기를 물탱크 외부에 설치하고 태양열 집열기 회로와 실외유닛 회로가 동시에 통과하는 열교환기를 구성해 증발기와 열 교환이 가능하도록 회로를 구성한다. 이 발명은 위 회로를 적용함으로써 태양열 집열기와 실외유닛의 동시운전이 가능해 낮은 실외온도에서도 물탱크가 냉각되지 않고 효율적으로 시스템을 운전할 수 있다.

○ 각종 냉동,공조 시스템은 국가 전체 에너지소비량 중 많은 양의 에너지를 소비한다. 따라서 태양열 등 신재생에너지를 활용한 환경 친화적인 시스템은 확대되어야 한다. 이를 위해 태양열 집열기 및 열교환기 설계기술, 냉난방 사이클 기술 등 관련 요소기술과 함께 시스템 전체에 대한 신뢰성 확보와 저가격화가 필수적이다.

저자: THERMIA VARME AB
자료유형: 특허정보