공기열원 히트펌프 동절기 운전

정의와 구성

공기열원 히트펌프는 외기의 열을 흡수해 실내를 데우는 냉동사이클 장치다.

사방밸브로 냉매 흐름을 바꾸면 한 대로 냉방과 난방을 모두 할 수 있다.

겨울 난방에서는 실외기 코일이 증발기 역할을 해 외기 열을 흡수한다.

구조와 동절기 원리

동절기 난방에서는 실외기 코일이 증발기 역할을 한다.

압축기, 사방밸브, 팽창밸브가 냉매를 돌리고, 외기 코일이 열을 흡수한다.

외기 온도가 낮아지면 증발온도가 떨어져 냉매 유량이 줄어든다.

그 결과 난방능력과 성능계수가 함께 떨어진다.

제상운전의 원리

제상운전은 증발기 역할을 하는 실외기 코일의 결빙을 녹이는 운전이다.

코일 표면에 서리가 쌓이면 열교환 능력이 떨어져 제상 조건에 들어간다.

사방밸브를 냉방 방향으로 바꿔 코일을 응축기로 만들고, 고온 냉매로 얼음을 녹인다.

이때 실내기는 냉방 상태가 되어 찬바람이 나고 난방이 멈춘다. 보조 전기히터를 쓰기도 한다.

제상 방식 비교

제상 방식은 크게 세 가지로 나뉜다. 역사이클, 제상용 전기히터, 고온냉매 바이패스다.

역사이클 제상은 구조가 단순하지만 실내에 찬바람이 나와 쾌적성이 떨어진다.

전기코일 내장 방식은 실내 영향이 적지만 전기 소비가 늘어난다.

고온냉매 바이패스는 열을 회수하는 방식이라 효율 측면에서 유리하다.

동절기 대책과 정리

앞 문제의 답은 역사이클 제상이다. 냉방 모드로 바뀌어 실내에 찬바람이 나온다.

동절기 대책은 인버터 가변속 압축기, 증기주입, 보조 열원 결합으로 나눠 본다.

외기 온도가 크게 떨어지는 구간에서는 보조 열원이 난방을 맡도록 제어 전략을 세운다.

설계 외기온도 기준으로 성능을 검토하고, 필요하면 복합 열원 구성을 함께 본다.