대규모 히트펌프용 고효율 구성 부품

대규모 히트펌프는 특히 지역난방 네트워크 및 산업용 설비에 필요한 용량과 온도 수준에서 열을 공급하도록 설계된 대용량 시스템입니다. 실제로 난방 용량이 약 500kW 이상인 산업용 히트펌프를 일반적으로 대규모 히트펌프라고 합니다. 시스템 용량이 수 메가와트 범위에 달하는 경우가 많습니다.

시스템 설계 및 냉매에 따라 대규모 히트펌프는 최대 +100°C 이상의 공급 온도를 제공할 수 있습니다. 반면에, 산업용 히트펌프는 고정된 용량 범위로 한정되지 않습니다. 이는 사용 분야를 설명하는 용어로, 공정 열을 제공하거나, 산업 폐열을 회수하거나, 냉난방 복합 시스템을 지원할 수 있습니다. 따라서 산업용 히트펌프는 소형 및 대형 용량에서 모두 작동할 수 있습니다.

기업들은 에너지 집약적인 공정을 더욱 효율적으로 만들고 화석 연료에 대한 의존도를 줄여야 한다는 압박을 점점 더 많이 받고 있습니다. 대규모 히트펌프는 주변 환경의 열과 폐열을 유용한 온도 수준으로 업그레이드하여 이러한 전환을 지원합니다.

일반적인 응용 분야로는 산업 공정 가열, 지역난방 네트워크, 냉난방 전환 시스템 등이 있습니다. 대규모 히트펌프는 화석 연료 기반 열 생산을 대체하거나 보완함으로써 CO2 배출량을 저감하는 동시에 가용 에너지원의 활용도를 개선할 수 있습니다.

시스템 도급업체 입장에서는 산업, 에너지 공급, 도시 인프라 분야에서 기회가 창출됩니다. 성공적으로 구현하려면 난방 용량, 온도 수준, 열원 특성, 효율성, 신뢰성, 비용 효율성 간에 적절히 균형을 맞춰야 합니다.

BITZER는 호환 가능한 구성 부품과 압축 및 열전달 기술 분야의 경험을 바탕으로 히트펌프 프로젝트를 지원합니다.

대규모 및 산업용 히트펌프는 유용한 열을 제공하기 위해 저온 열원을 업그레이드할 수 있는 곳이면 어디든 사용됩니다. 응용 분야로는 산업 공정 가열, 지역난방 네트워크, 열 회수, 상업용 건물, 냉난방 전환 시스템 등이 있습니다.

히트펌프는 열원과 필요한 유효 온도 사이의 온도 상승폭이 작을 때 가장 효율적으로 작동합니다. 온도 차이가 작을수록 원하는 난방 용량을 달성하는 데 필요한 전기 에너지가 더 적어집니다.

이 효율성을 뒷받침하는 요소는 다음과 같습니다.

• 적합한 공급 온도
• 적절히 설계된 열 분배 시스템
• 일관되게 사용 가능한 열원
• 효율적인 구성 부품(특히 컴프레서)

성능 계수(COP)는 정해진 작동 조건에서 난방 용량과 전기 구동 에너지 간의 비율을 나타냅니다. 계절 성능 계수(SCOP)는 1년 동안 히트펌프 시스템의 실제 효율을 평가한 계수입니다. 냉방 작동의 경우, 그에 상응하는 지표는 계절 에너지 효율 비율(SEER)입니다. 달성 가능한 난방 용량과 COP는 시스템 설계와 작동 조건에 따라 달라집니다.

냉매의 선택은 시스템 개념, 작동 조건, 필요한 온도 수준에 따라 달라집니다. 히트펌프에 적합한 냉매는 높은 체적 난방 용량과 높은 성능 계수(COP)를 포함한 유리한 열역학적 특성을 제공해야 합니다.

기술적 요구 사항 외에, 규제 전개 상황도 고려해야 합니다. 유럽 연합에서 관련 규제 체계에는 EU F-가스 규정 573/2024와 REACH 화학물질 규정에 따른 잠재적 PFAS 제한 사항이 포함됩니다.

불소계 냉매의 단계적 감축이 가속화됨에 따라 프로판(R290), 이소부탄(R600a), CO2(R744)와 같은 자연 냉매가 새로운 히트펌프 시스템에 점점 더 중요해지고 있습니다. 최적의 냉매는 증발 및 응축 온도뿐만 아니라 열원과 히트 싱크 측의 조건에 따라서도 달라집니다.

냉매 보고서