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양 방향 캐스케이드 히트펌프시스템

전문가 제언: ○ 근래에 들어 압축한 냉매(refrigerant)의 응축열을 난방에 이용하는 냉매증기 압축 방식의 히트펌프(heat pump) 도입이 확대되고 있다. 이와 같은 히트펌프는 지열, 해수열, 태양열 등은 물론 각종 배열?폐열을 시스템 내의 열원으로 이용함으로써 에너지효율과 함께 성능이 향상되고 있다.

○ 일반적으로 난방과 냉방 기능을 동시에 갖고 있는 히트펌프는 난방 및 냉방 모드로 전환하기 위해 4방향 밸브 등을 통해 냉매 흐름방향을 전환하는 방식을 적용한다. 이러한 종래 방식은 전환밸브에 의한 압력손실이 불가피하다. 또한 응축기와 증발기를 양쪽 기능을 갖도록 설계함에 따라 열전달 효율 향상을 위한 최적설계가 어려웠다. 이에 따라 시스템 전체의 에너지효율에 대한 손실요인이 있었다.

○ 이 발명은 히프펌프시스템에 있어서, 냉매 흐름방향을 전환하는 방식 대신, 제2 유체의 흐름방향을 전환하는 방식을 적용한다. 따라서 시스템의 에너지효율이 향상되고 다양한 운전모드가 가능하다. 이 발명에 의한 히트펌프시스템의 주요 기술은 칠러 등 냉매시스템의 냉매회로와 보조 열에너지 전달을 위한 제2유체 순환회로의 배치 및 구성이다. 이 기술을 활용하기 위해서는 전술한 냉매 및 제2유체 회로의 배치 및 구성에 대한 일부 변경이 필요하다.

○ 히트펌프시스템은 일부 선진국의 경우, 신재생에너지 이용기술로 분류되는 것과 같은 친환경 에너지시스템이다. 우리나라에서 히트펌프시스템은 혹한기에서의 성능 및 효율 저하로 선진국에 비해 보급이 저조하다. 따라서 지열, 하천수, 해수 이용은 물론 각종 시설의 폐열을 활용하는 고효율?고성능의 히트펌프시스템 개발 및 적용 확대가 필요하다.

저자: Trane International Inc.
자료유형: 특허정보