흡수 히트 펌프의 에너지원과 유형

흡수 열 펌프 AHP는 히트 펌프의 에너지원이라 할 수 있는 태양열, 가열 된 물, 공기, 증기, 천연 가스의 연소로 구동됩니다. 참고로 지열이나 가열 된 물은 다른 압축 열 펌프로부터의 기계에 의해 구동되는 것을 에너지원으로 활용합니다. AHPs는 더 복잡한 구조를 갖고 있습니다. 이유는 압축 가열 펌프에 비해 큰 단위로 구성이 되어 있기 때문입니다. 특히, 낮은 전력 수요는 액체 펌프에만 관련되는 펌프만을 작동함으로 참조를 해야하는 항목입니다. 흡수 히트 펌프는 작동에 있어 전기요금이 많이 나오거나 적절한 온도에서도 많은 양의 열을 사용하며, 냉각 또는 난방 출력이 소비되는 열 입력보다 큰 값을 갖는 경우가 많습니다. 흡수식 냉장고도 동일한 원리로 작동하지만 열원 역할이 완전히 다르게 작용을 합니다. 그렇다면 흡수 히트 펌프의 작동원리에 대해 알아보겠습니다. 히트 펌프 시스템은 발전기, 응축기, 증발기, 흡수기 및 열교환기와 같은 일부 주요 장치와 흡입 장치, 차폐 펌프 인 용액 펌프 및 냉매 펌프로 구성됩니다. 가장 간단한 경우에도 각 구성 요소 및 내부 열교환기에 5개의 열교환기가 필요합니다. 기타 구성 요소로는 용액 열교환기, 밸브, 흡입 장치, 차폐 펌프, 용액 펌프 및 냉매 펌프 등이 있습니다. 흡수식 히트 펌프 순환을 위해 흡수기, 발전기 및 펌프는 "열 압축기"로 간주 될 수 있습니다. 흡수기는 압축기의 입구 측에 해당하고 발전기는 압축기의 출구 측에 해당합니다. 흡수제는 생성된 냉매 가스를 사이클의 저압 부품 측에서 고압측으로 운반하는 캐리어 역할을 합니다. 세 가지 목적을 달성하는 장치의 주요 구성 요소가 동일하기 때문에 히트 펌프 모드, 쿨러 모드 및 열 변압기 모드의 모든 작동 모드를 구현할 수 있는 히트 펌프가 있습니다. 겨울철이 가능한 열원에 따른 열 펌프 또는 히트 트랜스 모드에서 사용할 수 있는 반면 흡수 열 펌프는 여름철 냉각기로서 사용할 수 있습니다. 흡수식 히트 펌프의 성능은 성능 계수 ‘COP’로 표시됩니다. COP는 냉장용 펌프에서 에너지 입력에 대한 제공된 열의 비율을 의미합니다. 현재 출력의 최대 온도는 150도를 초과하지 않습니다. 온도 상승의 범주는 일반적으로 30-50도 입니다. 냉각 성능 계수는 0.8~1.6, 난방 성능 계수는 1.2 ~ 2.5 열 전달 성능 계수는 0.4 ~ 0.5입니다. 산업에 적용 할 경우 흡수식 히트 펌프는 에너지 측면에서 적절하게 배치 되어야 하며 주변의 특수한 특성의 한계를 충족시켜야 합니다. 흡수식 히트 펌프 구성에 대해 알아보겠습니다. 온도별로 분류되는 AHP는 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 첫 번째 유형은 AHP에서 응축기 온도가 증발기온도 보다 높은 경우입니다. 이를 열 증폭기 및 더 큰 의미로 냉동이라고도 합니다. 고온 열원에 의해 구동되는 제 1형의 흡수식 히트 펌프는 폐열의 열을 추출하여 폐열보다 섭씨 30-60도 높은 중온 열매체로 출력됩니다. 이 유형은 일반적이라 할 수 있으며 전통적인 압축기계에 대한 대안이 될 수 있습니다. 첫 번째 유형의 흡수 열 펌프의 성능 계수는 1보다 크며 일반적으로 1.5에서 2.5입니다. 히트 펌프는 발전기, 응축기, 증발기, 흡수기, 열교환기 등의 주요 구성품과 흡입 장치, 차폐 펌프, 용액 펌프, 냉매 펌프 및 기타 보조 부품으로 구성되어 있습니다. 공기 추출 장치는 히트 펌프의 비 응축 가스를 제거하고 히트 펌프를 항상 고진공 상태로 유지합니다. 흡수식 히트 펌프 공정 방식인 두 번째 유형에 대해 알아보겠습니다. AHP에서 응축된 온도는 증발기 온도보다 낮습니다. 이를 열 변압기라고도 합니다. 두 번째 유형에서 흡수 히트 펌프는 중온 폐열의 열을 지능적으로 사용하여 중온 폐열보다 섭씨 25-50도 높은 고온 열매체인 온수 증기를 출력합니다. 흡수식 히트 펌프는 생산 공정이나 자연에서 저급 폐열로 구동 할 수 있어 에너지 절약 및 배출량 감소, 생산비 절감이 가능하며 석유 화학 및 석탄 화학 산업에 실용적인 응용이 가능합니다. 두 번째 유형에서 흡수 히트 펌프 성능 계수는 항상 일반적으로 0.4 내지 0.5 미만입니다. 일반적인 작동 유체에 대해 알아보겠습니다. 유체의 혼합물은 작동 유체로 사용되며 작동 유체의 또 다른 농도는 다른 개념의 온도에 해당하며 작동 유체의 온도 및 농도는 주기적으로 변경됩니다. 발전기에 열이 공급되면 혼합물의 온도가 상승하여 흡수제의 농도를 높이고 냉매로 방출됩니다. 냉매가 혼합된 흡수체가 있으면 열이 방출됩니다. 여러 종류의 혼합물이 흡수장치에 사용될 수 있지만 물, 리튬, 브로마이드 및 암모니아 등이 일반적인 선택입니다. 그렇다면 물과 리튬 브롬화물이란 무엇일까요? 물은 냉매이고 LiBr은 흡수 매체입니다. 물 및 LiBr 시스템은 더 큰 용량을 가지며 업계에서 광범위한 범위에 적용되며 크기는 수십 kW에서 수 MW까지 다양합니다. 첫 번째 유형의 리튬 브로마이드 흡수 히트 펌프 유닛은 구동 열원으로 고온 열원인 증기, 고온 온수, 연료 유, 가스등으로 구분되며 흡수제로 브롬화 리튬 용액 및 물로 냉매 및 저온 열원은 재활용되어 사용됩니다. 암모니아와 물의 역할 또한 중요합니다. 암모니아는 냉매이고 물은 흡수 매체입니다. 흡수기 및 발생기에서 암모니아 수용액의 흡수 또는 효과는 열을 방출하거나 열을 흡수하는데 사용됩니다. 증발기와 응축기에서 순수한 암모니아의 변화는 외부 흡수 또는 열 방출을 완료하는데 사용됩니다. 전통적인 히트 펌프와 마찬가지로, 암모니아를 응축기에서 응축하며 열은 해제되고 팽창 장치 통과 후 압력이 떨어지고 냉매가 증발하여 열을 흡수합니다. 암모니아와 물 열 펌프는 상업적으로 작은 크기인 몇 KW로만 제한되기 때문에 기본적으로 주거용으로 제한됩니다. 시스템 내에서 흡수되며 주거 건물에서 가열하는 경우에는 냉동기로 동작합니다. 주거용 건물 내부에 열을 방출하면 집을 따뜻하게 하는 원리 입니다. 오늘날 시장에서 암모니아와 물을 사용하는 히트 펌프의 핵심 구성 요소는 암모니아가 물에 흡수 될 때 방출되는 열을 회수하여 장비의 열효율을 향상시키는 원리이며, 이는 발전기 흡수기 열교환기라고 부릅니다. 히트 펌프의 입력에 개선점은 필요로 합니다. 또한 효율적인 증기 분리 가변 암모니아 흐름 및 가변 용량, 낮은 발광 용량 가변 가스 연소를 포함합니다. 열 에너지 원으로는 태양열이 있습니다. 단일, 이중 또는 삼중 반복 흡수 냉각 사이클은 다양한 태양열 냉각 시스템 설계에 사용됩니다. 이는 주기가 많을수록 더 효율적입니다. 19세기 후반에 흡수 냉각을 위한 가장 일반적인 냉매 재료로 암모니아와 물이 활용되었습니다. 오늘날 브롬화 리튬 과 물의 조합도 일반적으로 사용됩니다. 팽창과 응축 파이프 시스템의 한쪽 끝은 가열되고 다른 쪽 끝은 얼음을 만들 수 있을 만큼 차가워집니다. 원래 천연가스는 19세기 후반에 열원으로 사용되었습니다. 오늘날 프로판은 레저용 차량 흡수 냉장고에 사용됩니다. 혁신적인 온수 태양열 집열기는 현대의 "자유 에너지" 열원으로도 사용할 수 있습니다. 효율적인 흡수식 냉장고에는 최소 88도 섭씨 190도의 물이 필요합니다. 일반적이고 저렴한 평판형 태양열 집열기는 약 70도 화씨 160 도의 물만 생산하지만 미국, 아시아 및 유럽의 여러 성공적인 상업 프로젝트에서는 평판 태양열 집열기는 93도씨 이상의 온도를 위해 특별히 개발된 것도 있습니다. 또한 200도씨의 이중 유리로 된 단열 증기가 효과적이고 비용면에서도 효율적일 수 있습니다. 이는 대피 튜브, 태양 전지판으로도 사용할 수 있습니다. 흡수식 냉장고에 필요한 집광형 태양열 집열기는 덥고 습하고 흐린 환경에 있습니다. 특히 야간에 저온 및 상대 습도가 불편할 정도로 환경면에 있어서는 효과가 떨어집니다. 물을 88도씨 이상으로 가열할 수 있는 곳에서는 태양이 비치지 않을 때 저장하고 사용할 수 있습니다. 150년 이상 동안 흡수식 냉장고는 얼음을 만드는 데 사용되었습니다. 이 얼음은 1995년 일본의 Hotel New Otani Tokyo에서 태양이 비치지 않을 때 냉각을 위한 얼음 배터리로 저장 및 사용할 수 있었습니다. 수학적 모델인 해당 배터리는 얼음 기반 축열 성능 계산이 적용됩니다. 다음은 지열입니다. 거대하고 안정적인 축열 자원인 지구의 얕은 지하 온도 및 지하수는 또한 에너지 사용에 대한 광범위한 가능성을 가지고 있으며, 특히 건물 에너지에 있어 절약을 원한다면 더욱 중요합니다. 흡수식 히트 펌프 냉동기술을 사용하여 65-90도의 지열수를 사용하여 여름용 에어컨을 위한 7-9도의 냉매를 생산할 수 있습니다. 해당 히트 펌프 기술을 합리적으로 사용하면 다양한 온도 수준에서 지열 자원을 효율적이고 포괄적으로 활용하여 주거 및 상업용 건물의 난방 및 냉방을 위한 에너지 소비를 크게 줄일 수 있습니다. 65도 이상의 지열 수 또는 폐열을 사용하여 냉각용 흡수 히트 펌프를 구동하고 해당 히트 펌프 유형인 가열과 난방을 사용하면 에너지 절약 및 경제적 인 이점을 얻을 수 있습니다. 소량의 고온 열원인 고온 증기 또는 직접 연소 등에 의해 구동되는 15-25도씨의 저온 열원의 경우 7-15도의 냉수 47도 이상의 뜨거운 물을 준비 할 수 있습니다. 천연가스 또한 빼먹을 수 없습니다. 천연 가스는 일반적으로 사용되는 열원이므로 흡수식 열 펌프라는 말 대신 가스 연소식 열펌프라고도 합니다. 다른 열원이 난방 모드로 작동되는 펌프와 추가적인 가스 보일러를 통해 효율적인 방식으로 매우 추운 기간의 과부하 가열 요구사항을 충족 할 수 있습니다. 마지막으로 폐열이 있습니다. 폐열 구동시스템은 냉각기 및 열 변환기 모드에서 작동하여 냉각 및 난방 부하를 처리 할 수 있습니다. 단 하나의 장치만이 폐열로 인해 일년 내내 자원 효율적인 방식으로 도시 지역에 자원을 제공 할 수 있습니다.

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