유럽 고전 공기열원 히트펌프 난방 시스템 다이어그램 및 분석

의 기원 히트 펌프 19세기로 거슬러 올라갈 수 있습니다. 오랜 실용 개발을 거쳐 해외에서는 히트펌프 기술(수열원 히트펌프, 지열원 히트펌프, 공기열 히트펌프 등)과 히트펌프 적용 분야(대형 상업용, 소형 가정용, 온수용, 냉난방용 등)가 매우 성숙되었습니다. 특히 히트펌프의 발상지인 유럽에서는 히트펌프 개발이 비교적 활발하게 진행되고 있습니다. 독일과 스웨덴의 히트펌프 난방에 대한 고전적인 엔지니어링 시스템 다이어그램을 소개하고, 각 국가의 히트펌프 난방 시스템이 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다.

독일 히트펌프 난방 프로젝트 도면

태양열, 히트펌프 등 다중원조 연계, 목욕수와 히트펌프수 분리

하이라이트:

1. 다중 소스 구성: 태양열 에너지와 히트펌프가 모두 있으며, 백업 전기 지원도 가능합니다.

2. 태양열을 위한 물과 난방을 위한 물은 모두 물 대 물 열교환을 통해 교환되며, 물은 엄격히 혼합되지 않습니다.

3. 욕조물과 열매체물도 물 대 물 열교환을 통해 교환되므로 물이 엄격하게 섞이지 않습니다.

4. 각 지점의 열매체수는 대형 펌프로 교체하는 대신 소형 펌프를 통해 매일 순환됩니다.

5.목욕 후 나오는 뜨거운 물을 재순환시키는 것은 물 낭비를 막는 데 필수적입니다.

엔지니어링 다이어그램에서 밸브, 센서, 팽창 탱크 등이 많이 있는 것을 볼 수 있습니다. 이는 일반적인 가정용 난방 시스템일 뿐이라는 점에 유의해야 합니다. 많은 국내 소비자, 딜러, 심지어 히트펌프 제조업체조차도 이것이 불필요하다고 생각합니다. 우리나라의 히트펌프 난방은 품질과 저렴한 가격을 중시하며, 가능한 한 비용을 절감합니다. 이는 독일 사람들의 엄격한 기준을 여실히 보여줍니다.

위의 히트펌프 난방 엔지니어링 다이어그램을 보면, 실제로 모든 독일 가정이 열에너지 스테이션 기준에 따라 건축되고 있음을 알 수 있습니다. 이는 가정용 시스템의 미래 발전 비전일 수도 있습니다. 즉, 가정용 에너지 스테이션을 가정 빅데이터와 결합하여 냉장고, 정수기, 에어컨, 공기청정기 등 냉방이 필요한 곳을 분석하여 해당 곳으로 보내고, 난방, 건조, 세탁, 목욕 등 난방이 필요한 곳을 분석하여 해당 곳으로 보내면서 대기 전력으로 냉방 열을 회수하는 것입니다. 하지만 이는 매우 야심찬 비전이며 아직 갈 길이 멉니다.

스웨덴의 히트펌프 난방 프로젝트 도면

펌프 및 3방향 밸브 전환 시스템, 목욕수와 난방수 분리

하이라이트:

1. 히트펌프는 주요 열원으로 전기 보조장치가 장착되어 있습니다.

2. 완충수 탱크는 표준이며, 크기와 용량에 대한 매우 명확한 계산 공식이 있습니다.

3. 3방향 밸브는 목욕과 난방에 필요한 열 수요를 전환하는 데 사용됩니다.

4. 욕조물과 열매체물은 물 대 물 열교환 방식으로 교환되며, 독일식 시스템처럼 물이 엄격하게 섞이지 않습니다.

5. 이 솔루션은 하나의 물 펌프를 공유합니다.

2펌프 시스템, 목욕수와 난방수 분리

하이라이트:

1. 다중 소스 구성: 태양열 에너지와 히트펌프가 모두 있으며, 백업 전기 지원도 가능합니다.

2. 태양열을 위한 물과 난방을 위한 물은 모두 물 대 물 열교환을 통해 교환되며, 물은 엄격히 혼합되지 않습니다.

3. 욕조물과 열매체물도 물 대 물 열교환을 통해 교환되므로 물이 엄격하게 섞이지 않습니다.

4. 각 지점의 열매체수는 대형 펌프로 교체하는 대신 소형 펌프를 통해 매일 순환됩니다.

5. 이 솔루션은 두 개의 펌프를 사용하여 각각 온수와 난방 수요를 충족합니다.

라디에이터 난방 시스템을 위한 벽걸이형 가스보일러와 결합된 히트펌프

하이라이트:

1. 히트펌프는 주요 열원으로, 벽면에 설치된 가스보일러나 전기보조난방 장치도 갖추고 있습니다.

2. 3방향 밸브는 목욕과 난방의 열 수요를 전환하는 데 사용됩니다.

3. 욕조물과 열매체물은 물 대 물 열교환 방식으로 교환되며, 독일식 시스템처럼 물이 엄격하게 섞이지 않습니다.

4. 이 솔루션은 하나의 물 펌프를 공유합니다.

5. 라디에이터는 모두 병렬로 설치되어 물의 저항을 줄입니다.

위의 히트펌프 난방 다이어그램에서 두 가지 사항을 요약할 수 있습니다.

1. 유럽에서는 공기열 히트펌프 난방이 매우 성숙되어 있습니다. 특히 해외에서는 히트펌프와 라디에이터를 이용한 난방도 성숙되어 있습니다.

2. 독일이나 스웨덴의 히트펌프 난방 솔루션은 여러 공급원을 이용하며, 생활용수와 난방용수는 물의 혼합 없이 별도로 처리됩니다.

많은 중국인들은 목욕 온수가 더 뜨거워야 한다고 생각하는데, 바람직하게는 50~60°C입니다. 물 대 물 열교환은 어떻게 그렇게 높은 온도를 달성할 수 있을까요? 실제로 유럽에서 물 대 물 열교환을 할 때, 첫째는 시스템의 신뢰성을 확보하기 위한 것입니다. 둘째는 신체에 닿는 물이 매우 엄격하게 요구되기 때문입니다. 셋째는 배관의 단열이 잘 되어 있고 온수가 완벽하게 재순환되기만 하면 45°C 이상의 목욕 온수로도 충분하다는 것입니다.

또한, 해외 히트펌프 구성의 부하 값은 기본적으로 40~60와트/제곱미터(w/㎡)로, 중국에서는 도저히 실현 불가능합니다. 주된 이유는 중국 여러 지역의 건물 단열이 열악하기 때문입니다. 최근 몇 년간 중국은 건물 에너지 절약 기준을 높였지만, 농촌 지역, 도농 교외 지역, 그리고 노후 도시 지역의 주택 단열 상황은 변함이 없습니다. 특히 남부 지역 난방 고객의 경우, 독일인들의 눈에는 단열이 전혀 없는 것과 마찬가지입니다!