ヨーロッパの古典的な空気源ヒートポンプ暖房システムの図と分析

の起源 ヒートポンプ ヒートポンプの歴史は19世紀にまで遡ります。長い実用化開発期間を経て、ヒートポンプ技術の種類（水熱源ヒートポンプ、地中熱源ヒートポンプ、空気熱源ヒートポンプなど）とヒートポンプの応用分野（大規模商業施設、小規模家庭用、給湯、冷暖房など）は、海外では非常に成熟しています。特に、ヒートポンプ発祥の地であるヨーロッパでは、ヒートポンプの開発が比較的進んでいます。ドイツとスウェーデンにおけるヒートポンプ暖房の典型的な工学システム図を紹介し、ヒートポンプ暖房システムがどのように機能するかを見てみましょう。

ドイツのヒートポンプ暖房プロジェクト図面

太陽熱、ヒートポンプ等のマルチソース連携、浴用水とヒートポンプ水を分離

ハイライト:

1.マルチソース構成：太陽エネルギーとヒートポンプの両方があり、さらにバックアップの電気アシストもあります。

2.太陽熱用の水と暖房用の水は、水対水熱交換によって交換され、厳密には水が混ざりません。

3. 浴槽水と熱媒体水も水対水熱交換により交換され、水は厳密に混ざりません。

4.各箇所の熱媒体水は大型ポンプで入れ替えるのではなく、小型ポンプで毎日循環させています。

5. 水の無駄を避けるために、入浴時のお湯の循環が不可欠です。

エンジニアリング図を見ると、バルブ、センサー、膨張タンクなどが多数あることがわかります。これはごく一般的な家庭用暖房システムであり、多くの国内消費者、販売店、さらにはヒートポンプメーカーでさえ、これは不要だと考えているようです。我が国におけるヒートポンプ暖房の要件は、高品質と低価格を重視し、可能な限りコスト削減を図っています。これはまさにドイツ人の厳格さを反映しています。

上記のヒートポンプ暖房のエンジニアリング図から、ドイツの各家庭が実際には熱エネルギーステーションの基準に基づいて建てられていることがわかります。これは、家庭用ホームシステムの将来の発展ビジョンでもあるかもしれません。ホームエネルギーステーションは、家庭のビッグデータと組み合わせることで、冷蔵庫、ウォーターサーバー、エアコン、外気処理など、冷房が必要な場所を分析し、そこに送る。暖房、乾燥、洗濯、入浴など、暖房が必要な場所にも送る。同時に、冷房の熱を回収して待機用に使用する。しかし、これは非常に野心的なビジョンであり、実現には長い道のりが残されています。

スウェーデンのヒートポンプ暖房プロジェクト図面

ポンプと三方弁の切り替えシステム、入浴水と暖房水を分離

ハイライト:

1.ヒートポンプが主な熱源であり、電動アシストが装備されています。

2.緩衝水タンクは標準装備されており、サイズと容量の計算式が非常に明確です。

3.三方弁は、入浴と暖房の熱需要を切り替えるために使用されます。

4. 浴水と熱媒体水は水対水熱交換によって交換され、ドイツのシステムと同様に、水は厳密に混合されません。

5. このソリューションでは 1 つのウォーターポンプを共有します。

2ポンプシステム、入浴水と暖房水を別々に供給

ハイライト:

1.マルチソース構成：太陽エネルギーとヒートポンプの両方があり、さらにバックアップの電気アシストもあります。

2.太陽熱用の水と暖房用の水は、水対水熱交換によって交換され、厳密には水が混ざりません。

3. 浴槽水と熱媒体水も水対水熱交換により交換され、水は厳密に混ざりません。

4.各箇所の熱媒体水は大型ポンプで入れ替えるのではなく、小型ポンプで毎日循環させています。

5. このソリューションでは、温水と暖房の需要をそれぞれ満たすために 2 つのポンプを使用します。

壁掛け式ガスボイラーと組み合わせたラジエーター暖房システム用ヒートポンプ

ハイライト:

1.ヒートポンプが主な熱源であり、壁掛け式ガスボイラーまたは電気補助暖房も装備されています。

2.三方弁は、入浴と暖房の熱需要を切り替えるために使用されます。

3. 浴水と熱媒水は水対水熱交換により交換され、ドイツのシステムと同様に水が厳密に混合されることはありません。

4. このソリューションでは 1 つのウォーターポンプを共有します。

5.ラジエーターはすべて並列に設置され、水の抵抗を減らします。

上記のヒートポンプの加熱図から、次の 2 つの点をまとめることができます。

1. 空気熱源ヒートポンプ暖房はヨーロッパで非常に成熟しており、特にヒートポンプとラジエーターによる暖房は海外でも成熟しています。

2.ドイツやスウェーデンのヒートポンプ暖房ソリューションに関わらず、複数の供給源があり、生活用水と暖房用水は水の混合なしで別々に処理されます。

多くの中国人は、入浴時のお湯はもっと熱く、できれば50～60℃であるべきだと考えています。水対水熱交換では、どのようにしてこれほどの高温を実現できるのでしょうか？実は、ヨーロッパ人が水対水熱交換を行う理由は、1つはシステムの信頼性を確保するため、2つ目は人体と接触する水質に非常に厳しい基準を設けているため、3つ目は配管の断熱性が高く、お湯の循環が完璧であれば、入浴時のお湯の温度は45℃以上で十分だからです。

さらに、海外のヒートポンプ設備の負荷値は基本的に40～60ワット/平方メートル（w/㎡）であり、これは中国では全く実現不可能です。その主な理由は、中国の多くの地域で建物の断熱性が不十分であることです。近年、中国は建物の省エネ基準を引き上げてきましたが、農村部、都市と農村の境界、そして旧市街地の住宅の断熱状況は依然として変化していません。特に南部の暖房需要家にとって、ドイツ人の目には断熱材がないのと同じなのです。