난방 및 온수 공급용 히트 펌프. 계획, 설명

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난방 및 온수 공급을 위한 열 펌프. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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열 펌프는 기계적 에너지 소비로 인해 덜 가열된 본체(환경)에서 더 뜨거운 본체(환경)로 이동할 수 있는 기계입니다. 히트 펌프에서 발생하는 프로세스는 냉동기의 작동 유체가 수행하는 프로세스의 반대입니다. 열 펌프의 이론적인 제한 주기는 역 카르노 주기입니다.

히트펌프는 비전통적인 재생가능, 환경친화적, 경제적인 에너지원으로 다양한 시설의 난방 및 온수 공급에 사용되는 열에너지를 생성하도록 설계되었습니다. 작동하는 동안 히트 펌프는 지열 에너지뿐만 아니라 지구에 축적된 태양 에너지(지하수)를 사용합니다. 또한 히트펌프를 이용하여 도시, 산업시설, 처리시설 등에서 발생하는 폐수의 열에너지를 활용할 수 있다. 높은 에너지 전환율(η>3.0) 이러한 설정 사용에 대한 폭넓은 가능성을 열어줍니다.

WEC(World Energy Council)의 예측에 따르면 2020년까지 선진국 공공 난방 공급의 75%가 히트 펌프에 의해 제공될 것이라고 합니다. 이 예측은 여러 국가에서 열 공급의 실제 조직에 의해 정당화됩니다. 예를 들어 스웨덴의 히트 펌프 공공 열 공급은 약 50%이고 미국에서는 37%에 가깝습니다.

러시아는 히트펌프 기술의 발전이 많이 뒤처져 있어 이제 이 분야에 많은 노력을 기울여야 한다. HP를 사용한 열 생산은 주로 혹독한 기후 조건으로 인해 모든 선진국에 비해 러시아에서 더 수익성이 높습니다.

기술적으로 히트 펌프("프레온 보일러")는 중개자를 통해 저온 열원에서 고온 소비자(난방 시스템)로 열을 전달하는 설비입니다.

모든 냉동 장치는 동일한 프로세스에 따라 작동합니다. 열원은 자연에서 발산되는 모든 열 또는 기술적 열입니다.

첫 번째 경우에는 원칙적으로 지하수, 온천 또는 동결되지 않은 저수지이며 두 번째 경우에는 냉각탑의 열, 환기 배출물, 산업 배출물, 처리 시설 등의 온도가 +5에서 +40°C, 난방 및 온수에 직접 사용할 수 없습니다.

HP의 효율성은 소스의 온도에 따라 결정되며 모든 유형의 보일러 및 전기 히터보다 훨씬 높습니다. 온도에 따라 1kW의 전력을 소비하는 소스 HP를 사용하면 난방 시스템에 3~7kW의 화력을 공급할 수 있으며 누락된 2~6kW는 소스에서 "가져옵니다". 소스 온도 및 설치 구성에 따라 HP의 회수 기간은 몇 개월에서 XNUMX년이 될 수 있습니다. HP는 대기로 배출물을 배출하지 않으므로 보일러에 비해 환경 친화적인 설비입니다.

현재 러시아에서 HP의 생산 및 구현은 주로 노보시비르스크에 위치한 두 개의 주식 회사에 집중되어 있습니다. CJSC Energia는 10kW ~ 9MW 용량의 전기 및 내연 기관 구동 증기 압축 HP를 생산하고 HP의 배기열을 활용하며, CJSC Teplosib는 단위 열적 흡수 리튬 브롬화물 HP를 개발합니다. 25kW 이상의 용량 최대 5-10MW.

CJSC "Istochnik"에서 제조한 압축 유형, 단일 단계, 자동화, 열 출력 조절이 가능한 열 펌프는 열과 에너지를 생성하도록 설계되었습니다(그림 8.1).

난방 및 온수 공급용 히트 펌프
그림 8.1. 히트 펌프 다이어그램

운영 원칙 작동 물질(오존 친화적 프레온 K 22, K 134, K 142)의 상 변환으로 인해 저온 환경 열원에서 고온 열 소비자로의 열 변환(전달)을 기반으로 합니다.

예약

히트 펌프가 사용됩니다.

자율 난방 및 온수 공급, 산업 및 민간 시설의 냉방 및 냉방;
목재 및 곡물 건조용;
수영장 및 양식장에서 물을 가열하기 위해;
냉각 및 기술 주기의 일정한 수온 유지를 위해 오염된 냉각탑을 교체할 수 있습니다.

의 특성

주요 기술 특성 :

열 출력: 3 - 10kW;
평균 시간당 전력 소비량: 0,86 - 2kWh.

HP는 매우 에너지 효율적인 설비로 석탄 268kg, 연료유 84kg, 58입방미터를 절약합니다. 생성된 열의 각 Gcal에 대한 m의 가스.

열 펌프는 완전히 자동으로 작동합니다. 전기 보일러에 비해 자본 지출 회수 기간은 1년, 석탄 - 1년, 석유 연소 보일러 - 2-3년입니다. 표 8.1은 열 펌프의 특성을 나타냅니다.

표 8.1. 히트펌프의 가격과 특성

(확대하려면 클릭하십시오)

주전원 및 열 출력의 전력 소비는 다음 온도에서 제공됩니다.

열원 - +8°C;
열 공급 - (58-43)°C.

열원의 온도가 80C 이상으로 올라가면 kW 출력 전력의 가격이 낮아집니다.

이 시스템을 사용하면 전기와 열을 동시에 생성할 수 있습니다.

정밀 검사 전 HP 서비스 수명:

왕복동 압축기가 있는 HP의 경우 45000시간;
스크류 압축기가 있는 HP의 경우 60000시간.

저자: 마고메도프 A.M.

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