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유럽: 새로운 보고서에 따르면 열 펌프가 전 세계의 많은 추운 기후에서 가장 효율적인 난방을 제공할 수 있음이 확인되었습니다.

분석에 따르면 대부분의 유럽 국가에서는 최저 기온이 -10°C를 넘는 온화한 겨울을 경험하고 있으므로 이러한 조건에서 성능에 대한 우려나 예비 난방 용량에 대한 필요성 없이 히트펌프를 성공적으로 설치할 수 있는 것으로 나타났습니다.

영국, 벨기에, 아일랜드의 과학자들은 공기열 히트펌프의 실제 성능 데이터를 사용하여 현장 연구를 분석합니다. 연구에 따르면 표준 공기열원 열펌프는 온화한 추운 기후에서 평균 COP를 2~3 사이로 유지할 수 있으며, 한랭 기후 공기열원 열펌프는 -30°C에서도 극저온에서 COP를 1.5 이상으로 유지할 수 있는 것으로 나타났습니다. 

온한한랭기후는 1월 평균기온이 -10℃ 이상인 기후를 말하며, 극한기후는 가장 추운 달 평균기온이 -10℃ 이하인 기후를 말한다.

이 연구는 스위스, 독일, 영국, 미국, 캐나다 및 중국의 다양한 기후대, 열 펌프 모델 및 열 펌프 구성의 원시 성능 데이터에 의존했습니다. 

테스트

테스트 결과 외부 온도가 5°C에서 -10°C 사이일 때 모든 시스템의 평균 COP는 2.74, 중앙값은 2.62인 것으로 나타났습니다.

평균 온도가 -10°C 미만이고 -30°C에 접근하는 극한의 추운 기후에서는 시장을 선도하는 기업의 특별히 설계된 한랭 기후 히트펌프가 배치되었습니다. 

Mitsubishi와 도시바 모델에 대한 핀란드 테스트에서는 모두 -20°C의 낮은 온도에서도 2 이상의 COP를 제공했습니다. -30°C에서 COP는 여전히 미쓰비시 모델의 경우 1.5~2, 도시바 모델의 경우 1~1.5였습니다.

미네소타에서 실시된 현장 테스트에서는 중앙 덕트 냉기온 공기 공급원 히트펌프의 성능이 4개 현장에서 측정되었습니다. -12°C 이하에서 열 펌프만 작동하는 동안 3개 현장에서 COP가 1과 2 사이로 나타났습니다.

현장 테스트는 알래스카의 오크리지 국립 연구소(오크 산등성이 국가의 실혐실)에서 저온 공기 공급원 열 펌프를 사용하여 수행되었습니다. 이 테스트에서는 COP가 상대적으로 높게 유지되어 -25°C에서 순경 2, -35°C에서 1.8을 달성한 것으로 나타났습니다.

효율성 향상

연구원들은 특히 열 전달 온도를 낮춤으로써 건물의 열 펌프 성능을 향상시키는 전략이 존재한다고 제안합니다. 그들은 많은 기존의 비효율적인 난방 시스템이 60°C-70°C 범위의 상대적으로 높은 급수 온도를 가지고 있다고 주장합니다. 이를 낮추면 히트펌프 성능이 향상될 수 있습니다. 순환수식 시스템에서는 필요한 급수 온도를 낮추기 위해 소수의 라디에이터만 교체하면 히트펌프 효율을 크게 향상시킬 수 있습니다.

몇몇 연구에서는 백업 저항성 또는 연소성 가열을 사용했거나 적어도 필요할 경우를 대비해 사용할 수 있었습니다. 그러나 백업 난방은 일반적으로 외부 온도가 -10°C 이하로 떨어질 때만 작동되었습니다. -10°C 이상에서는 히트펌프가 상대적으로 높은 효율로 필요한 열을 공급할 수 있었습니다.

보고서는 온화한 추운 기후에서 백업 난방의 필요성에 대한 우려가 근거가 없을 수 있으며 하이브리드 시스템의 역할이 제한될 수 있다고 결론지었습니다. 이는 반드시 효율성 성능 때문이 아니라 매우 낮은 온도에서 필요한 열 펌프의 높은 출력 용량 때문에 가장 추운 기후에서 하이브리드 시스템의 역할에 대한 의문을 제기합니다. 

연구원들은 추가 연구를 위한 귀중한 경로가 하이브리드형 난방 시스템의 구체적인 가치를 탐구하는 것이라고 제안합니다.

특정 저온 공기 공급원 열 펌프를 설치하면 가장 추운 날씨에 성능이 저하될 수 있지만 연구원들은 이러한 장치의 성능이 온화한 온도에서 저하될 수 있음을 인식합니다. 

극한의 온도와 더 높은 난방 요구 사항에 맞게 특별히 설계되었으므로 팽창 밸브 및 압축기와 같은 구성 요소는 낮은 출력에서 ​​작동하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 

이 보고서는 브뤼셀의 규제 지원 프로젝트(랩)의 수석 고문인 던컨 깁, RAP의 유럽 프로그램 책임자이자 책임자이자 옥스포드 대학 환경 변화 연구소의 명예 연구원인 1월 로즈나우 박사가 작성했습니다. RAP의 선임 연구원인 리차드 로우즈 박사; 얼스터 University의 벨파스트 건축 및 건축 환경 학교 교장인 닐 휴잇 교수.