공조냉동기계산업기사 열펌프 및 축열장치 — 열원 분류·빙축열 정적형과 동적형

열펌프는 외부의 낮은 온도에 있는 열을 흡수해 높은 온도로 옮기는 장치다. 열을 가져오는 출처를 열원이라고 하며, 공기와 물, 지중처럼 어떤 매질에서 열을 끌어오는지가 종류를 가른다. 현열은 온도가 변할 때 전달되는 열의 형태일 뿐 열원의 이름이 아니므로 열원에 따른 분류에 들지 않는다. 지열을 이용하는 열펌프는 지하수와 지표수, 지중을 열원으로 삼고, 폐수 이용 방식은 지열원이 아니라 수자원을 활용하는 쪽에 속한다.

축열시스템은 전기 요금이 싼 심야전력을 이용해 냉난방 에너지를 저장해 두었다가 필요한 때 쓰는 설비다. 수축열은 물의 비열이 커 열을 많이 담을 수 있는 방식이고, 빙축열은 물을 얼려 부피를 줄여 저장하며, 잠열축열은 물질이 얼거나 녹을 때 생기는 잠열을 이용한다. 토양축열은 지중 열교환을 뜻하므로 지중의 온도를 쓰는 방식이며, 심해의 해수온도를 이용하는 것은 토양축열이 아니라 해수축열시스템이다.

빙축열시스템은 얼음을 어떻게 만드는지에 따라 정적형과 동적형으로 나뉜다. 정적형은 물이 얼어 빙이 고정된 상태에서 열을 교환하는 방식으로 관내착빙형과 관외착빙형, 캡슐형이 속한다. 동적형은 만들어진 빙을 기계적으로 분리하거나 슬러리 상태로 만들어 순환시키는 방식으로 과냉각아이스형과 슬러리아이스형이 해당한다. 이름에 관이 들어가는 관외착빙형도 고정된 면에서 얼리므로 정적형이다.

제빙 운전은 냉수를 만드는 운전보다 증발온도가 낮다. 증발온도가 낮아지면 압축비가 커져 성적계수가 떨어지고, 같은 양의 냉기를 만드는 데 드는 소비동력은 오히려 늘어난다. 그래서 빙축열에서 제빙 운전의 성적계수가 높아 소비동력이 줄어든다는 설명은 성립하지 않는다.

축열장치의 장점은 부하를 평준화하는 데 있다. 다만 물을 매개로 하므로 수처리와 배관 설비가 따라붙고, 물이 오래 머무르기 때문에 부식과 스케일을 막는 수처리도 필요하다. 축열재는 열손실과 반송동력이 작아야 효율적이다. 냉방용 축열장치의 종류는 수축열과 빙축열, 잠열축열이며 유 축열은 표준 분류로 쓰지 않는다.