대기 온도는 공기 소스 열 펌프의 COP에 어떻게 영향을 미치나요?

1열역학 배경

카르노 사이클을 기반으로 공기 소스 열 펌프의 이론적 최대 COP는 다음과 같이 정의됩니다.

COP_max = T_hot / (T_hot - T_cold)

여기서 T는 켈빈의 절대 온도입니다. 공식은 원소와 싱크장 사이의 온도차가 작을수록 효율이 높다는 것을 보여줍니다.

실제 시스템에서 실제 작동 온도는이 이론적 최대보다 훨씬 낮습니다. ASHRAE 설명서 (2020) 에 따르면,현대 공기 소스 열 펌프는 일반적으로 열역학 손실과 부품 비효율성으로 인해 카르노 한도의 40% ~ 60%만을 달성합니다..

엔지니어링 인사이트: 카르노 원리는 귀중한 기준이지만 실제 시스템의 행동은 압축기의 성능, 냉각물 열물리 특성,그리고 시스템 제어 전략.

2필드 데이터

유럽 공기 소스 열 펌프 협회 (EHPA) 는 대기 온도 하락의 영향을 강조하는 계절 성능 테스트 결과를 제공합니다.

외부 온도가 7°C에서 -7°C로 떨어지면

공기 소스 열 펌프 COP는 4.2에서 3.1 (-26%) 로 떨어집니다.

지상 소스 열 펌프 COP는 5.1에서 4.3 (-16%) 로 떨어집니다.

이러한 경향은 더 많은 난방 수요가있는 기후 구역에서 유행합니다. 예를 들어, 핀란드 남부에서는 일부 주거 단위가 장기적인 추운 날씨에서 COP 값을 2.0 이하로 기록했습니다.

3COP 감소 메커니즘

낮은 외부 온도는 다음과 같은 이유로 공기 소스 열 펌프의 COP를 크게 떨어뜨릴 수 있습니다.

1) 더 낮은 증발 압력, 더 높은 압력 압력 비율, 더 많은 에너지 소비

2) 냉각물질 질량 흐름 감소, 증발기에 열 전달을 저하시키는

3) 보조 전력을 소모하고 평형 상태 작동을 방해하는 빈번한 녹기 주기