海外でのヒートポンプの応用。スキーム、説明

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海外でのヒートポンプの応用。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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ヒートポンプは家庭の暖房と空調で最も広く使用されており、特に米国では夏は冷房、冬は暖房という一年中空調が必要とされています。両方の問題を解決するリバーシブルヒートポンプは30年以上生産されており、経済的で信頼性があります。

ヨーロッパでは、気候条件が少なくとも個々の建物では年間を通じて空調を必要としないため、単目的ヒートポンプの方が有望なシステムです。従来のセントラルヒーティングシステムと比較して、そのコストと運用コストは許容可能なレベルにあります。

ヒートポンプはさまざまな低級熱源を使用し、それを凝縮器内で高温で気体、液体、または液体または固体の蓄熱器に与えます。ほとんどの場合、温水を各部屋のラジエーターに循環させる水ベースのセントラルヒーティングシステム、または加熱された空気を各部屋にダクトで送り込む空気暖房システムが使用されます。このような室内ヒーターは、追加の熱源としてラジエーター、貯蔵ユニット、対流器など、広く使用されています。熱分配システムの温度は、空気システムの 40°C から水または蒸気システムの 100°C まで変化します。典型的な水温は約 75°C です。

ヒートポンプの効率は凝縮温度に大きく依存するため、ヒートポンプの熱分布温度を下げることが望ましい。床パネルなどで熱交換面積を増やすことで50℃が適温となるのは明らかですが、循環空気の流量を増やせば35℃まで下げることが可能です。これらのトレンドを新しい建物に実際に導入すると、ヒートポンプに対する考え方が根本的に変わる可能性があります。

建物内にボイラーを備えた従来のセントラルヒーティングシステムでも、すべての家庭用温水が供給されます。ヒートポンプを設計する際には、この状況を考慮する必要があります。ただし、暖房には給湯より多くのエネルギーが必要で、たとえばイギリスでは60～65、20％と相関しています。

イギリスや他のヨーロッパ諸国では給湯が最も一般的ですが、年間を通じて空調が必要な場合は、加熱または冷却された空気の分配が使用されます。空気システムは新築の建物には適していますが、改修の場合はボイラーから水を供給するために細い直径のパイプを使用する水システムよりも困難です。空気システムには大きなダクトが必要であり、既存の建物に設置するのは困難です。

暖房装置としてのヒートポンプは、複数の部屋に対応する集中システムである必要はありません。独自のコンプレッサーと凝縮器、蒸発器用の外部または内部熱源を備えた個別のエアコンを各部屋に設置することもできます。一般に、ヒートポンプは、ほとんどの従来の暖房および空調システムと競合できます。

暖房や空調に加えて、ヒートポンプの適用性を決定する重要な機能は給湯です。

将来のヒートポンプの役割に関する研究報告のほとんどは、暖房が主な役割であると考えていますが、同時に、低エネルギー住宅やヒートポンプをベースとした「完全統合システム」への傾向が高まるにつれて、温水と熱回収がますます重要になっているとも指摘しています。

しかし、これは主要な問題、つまり既存の建物でのヒートポンプの使用、同時に給湯を提供する XNUMX つの設備 (中央ボイラーハウス) を両方の問題を同時に解決できるヒートポンプに置き換えるという問題を見落としています。この問題は、低温の外部熱源を使用して高温の熱水を生成することの経済性に関連しています。

電気代が高いため、暖房に大規模に使用することができず、多くの場合、暖房システムにはヒートポンプと化石燃料ボイラーのタンデムが含まれています。同時に、HP は必要な温度に加熱された水を供給します。

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