• Title, Summary, Keyword: 히트펌프

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Analysis on the evaluation method on heating performance of a $CO_2$ heatpump for water heating ($CO_2$ 급탕용 히트펌프의 급탕성능특성에 관한 평가방법 분석)

  • Seo, Jeongsik;Lee, Hyunsu;Choi, Younsung;Woo, Jungtae
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • pp.81-81
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    • 2011
  • 본 연구는 $CO_2$를 냉매로 하는 급탕용 히트펌프 성능특성을 평가하는 시험 평가법에 대하여 국내 실정에 맞는 시험평가법을 개발하기 위한 목적으로 기존 $CO_2$ 급탕용 히트펌프의 평가방법을 분석하고자 한다. 현재 $CO_2$ 급탕기 또는 급탕용 히트펌프 제품은 일본에서 2000년 초반부터 에코큐트라는 제품으로 일본 급탕용 난방기기로 판매되고 2009년을 기초로 누적판매 대수가 150만대에 이르고 있다. 국내에는 2008년 후반부터 공기열원 또는 폐열원 등을 이용한 급탕용 히트펌프 제품이 일부 수입되어 목욕탕, 찜질방과 같은 숙박업소용으로 판매되고 있는 추세이다. 국내에서는 급탕용 열펌프의 제품의 정의가 아직 정립되지 않고 이에 대한 시험평가방법이 전무한 실정이기 때문에 현재 일본의 가정용 열펌프 급탕기의 규격을 토대로 실제 급탕용 열펌프의 시험을 수행하여 급탕용 히트펌프의 급탕성능특성을 평가하는 방법을 개발하고자 한다. 시험시료는 일본에서 판매되고 있는 급탕용 히트펌프(D사) 제품을 이용하였으며, 현재 일본에서 사용하고 있는 JRA4050 규격에 의해 급탕성능평가를 진행하고 급탕성능평가 지표 등을 국내 유사조건과 급탕성능특성의 평가방법을 비교분석하였다.

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Numerical Simulation of a Two-Stage Hybrid Heat Pump (2단 압축 하이브리드 히트펌프의 특성 시뮬레이션)

  • Jeong, Si-Young;Yun, Han-Gu;Park, Ki-Woong;Park, Seong-Ryong;Kim, Min-Sung
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.34 no.2
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    • pp.191-196
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    • 2010
  • Hybrid heat pumps, which combine the vapor compression and absorption heat pump cycle, can efficiently produce hot water of $80^{\circ}-90^{\circ}C$ from the low temperature of ${\sim}50^{\circ}C$. In this study, the performance of a two-stage hybrid heat pump (HHP) was compared with a single-stage hybrid heat pump using EES (Engineering Equation Solver). For the same operating conditions, the two-stage HHP showed a slightly higher COP (Coefficient Of Performance) and more stable operating conditions than the single-stage HHP. Moreover, the maximum working fluid temperature of the two-stage HHP was found to be lower than that of the single-stage HHP by about 40 K, which makes the working conditions of the lubricating oil safer. The COPs of both systems decreased with increasing UA-values. However, the heat output of the HHP was increased at the same time.

A Study on performance of geothermal heatpump using domestic supply water source and geothermal source during winter (상수도열원과 지열원을 이용한 동절기 지열히트펌프 성능평가에 대한 연구)

  • Lee, Byoungdoo;Lee, Sejin;Lee, Daewoo
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • pp.194.1-194.1
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    • 2011
  • 본 연구에서는 지열히트펌프 시스템의 열원으로써 지열이외에 건축물의 미활용 에너지라고 할 수 있는 상수도의 에너지를 활용하여 지중열교환기의 천공길이를 줄이는 것이 주요 목적이며, 또한 건물의 미활용에너지를 냉난방에너지원으로써 이용 가능한 것을 보여주는 것에 있다. 실험은 4인 가족기준으로 3RT 용량의 히트펌프를 설치하고 인당 평균 177 liter/day 기준으로 하루에 약 710 liter/day의 물을 사용하는 것으로 가정하였다(환경부 2007년 상수도 통계값). 시간당 가정내에서 사용하는 물량은 일정하지 않아 일일 8시간 사용하는 것으로 하여 약 1.5 LPM 으로 실험하였다. 저수조의 크기 및 지열 히트펌프의 열원으로써 사용가능한 열량을 계산하기 위해 CFD 시물레이션을 수행하였다. CFD의 결과 상수도를 급수하기 위한 저수조의 크기는 $2m^3$로 결정하였으며 이때 열원으로써 사용가능한 열량은 약 0.7RT였다. 48시간의 실험기간 동안 저수조를 통해 얻은 열원은 0.6RT 였으며 100m의 지중열교환기를 통해 얻은 열원은 2RT 였다. 히트펌프 자체의 난방 COP는 평균 4.2를 나타내었으며 펌프등의 소비전력을 포함한 System COP는 4.0 나타내었다. 이번 연구를 통해 건물의 미활용에너지인 저수조의 물을 이용하여 지열히트펌프의 열원으로써 이용 가능하며 기존의 지열히트펌프 시스템대비 천공길이 단축, 시공비 저감이 가능한 것을 볼 수 있었다.

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Neural Network Application for Geothermal Heat Pump Electrical Load Prediction (지열 히트펌프 전기부하 예측을 위한 신경망 적용 방법)

  • Anindito, Satrio;Kang, Eun-Chul;Lee, Euy-Joon
    • Journal of the Korean Solar Energy Society
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    • v.32 no.3
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    • pp.42-49
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    • 2012
  • 신경망방법은 공학, 경영 그리고 정보기술과 같이 다양한 분양에서 널리 사용되어지고 있다. 신경망방법은 기본적으로 예측, 제어, 식별과 같은 기능을 가지고 있는데, 본 논문에서는 신경망방법을 이용하여 C사의 모델 T의 히트펌프 전기부하를 예측하였다. 부하예측은 시스템을 더욱 효율적이고, 적절하게 만들기 위해 필요하다. 본 논문에서 사용된 히트펌프는 지열원 히트 펌프 시스템이다. 이 지열 히트 펌프의 부하는 사전에 미리 예측되어진 외기온도 및 건물 열부하에 따라 측정 학습된 전력 소비량으로 겨울에는 난방, 여름에는 냉방에 대한 전력 부하를 예측할 수 있다. 이 신경망방법은 신경망 학습 순서를 통해 부하 예측을 위해 히트펌프의 성능데이터를 필요로 한다. 이 부하 예측 인공지능망 방법으로 외기 온도별 건물 통합형 지열 히트 펌프 부하가 예측되어질 수 있다.

Capacity Modulation of a Ground Source Multi-Heat Pump in the Part Load Condtions (지열원 멀티열펌프 시스템의 용량가변 특성 연구)

  • Cho, Chanyong;Oh, Myung Suk;Choi, Jong Min
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • pp.120-120
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    • 2010
  • 에너지 절약적 차원에서 한 대의 실외기에 다수의 실내기가 접속되는 개별공조형 멀티 열펌프에 관한 연구 및 개발과 보급이 증대되고 있다. 본 연구에서는 복수의 실내기를 갖고 가변속 압축기를 채용한 지열원 물대공기 멀티열펌프시스템을 학교 현장에 설치하여 제조사의 운전 제어 알고리즘에 따라 일일 냉난방 실증 성능 특성을 분석하였다. 2008년 9월 30일의 냉방부하가 낮은 일자에 대하여 시간에 따른 부하 변동에 따라 압축기의 용량가변으로 실내기 냉방용량은 정격용량 대비 17.1%에서 111.3%의 범위에서 변이되었으나, 열펌프 유닛의 일일 최대 COP는 6.2를 나타냈으며, 일일 평균 열펌프 유닛 COP는 4.5로 열펌프 유닛 인증 기준 이상의 성능을 나타냈다. 2008년 11월 10일 대비 2008년 12월 15일에는 시스템 가동 중의 평균 외기온도가 $9.6^{\circ}C$ 감소하였으나, 각 재실공간의 용도별 부분 부하특성으로 11월 10일 보다 난방 부하량이 작게 나타났다. 하지만, 12월 15일에는 부하량이 매우 작아서 11월 10일보다 잦은 압축기 가변에 따른 손실로 일일 평균 COP가 낮게 나타났다. 2009년 1월 12일에는 정격 용량대비 94%의 부하율로 11월 10일과 12월 15일 대비 4배 이상의 부하량으로 압축기 용량 가변율이 작아서 난방용량과 COP 변화율이 작게 나타났다. 2009년 1월 12일에는 지중순환수의 실외열교환기 유입온도가 2008년 12월 15일보다 감소하고, 시스템의 난방용량 증가로 상대적으로 응축기와 증발기 크기가 감소한 효과로 히트펌프 유닛 COP가 감소하였으나, 본 지열원 열펌프 제조사에서 생산하고 있는 본 지열원 시스템과 동일한 압축기 등을 채용한 동일 용량의 공기열원 열펌프의 1월 12일 외기온도 $-10^{\circ}C$에서의 열펌프 유닛 COP 대비 70% 우수한 성능을 나타냈다. 본 지열원 히트펌프의 2008년 11월 10일의 일일 평균 히트펌프 유닛 COP는 외기온도가 낮고 일일 부하량이 크게 나타난 1월 12일의 일일 평균 히트펌프 유닛 COP 대비 37% 높게 나타났으나, 지중순환펌프의 정속운전으로 시스템 요구 지중순환수 유량 증가에 따른 성능 향상보다 소비전력 증가 영향이 커서 1월 12일의 시스템 COP 보다 33.3% 작은 값을 나타냈다. 본 연구의 용량 가변형 압축기를 채용한 지열원 멀티 히트펌프 유닛을 지열원 냉난방 시스템의 히트펌프 유닛으로 사용할 경우 시스템 최적화를 통한 시스템 COP 향상과 연간에너지 절감을 이루기 위해서는 히트펌프의 용량 변화 시에 지중순환펌프의 순환 유량 최적화를 위한 효율적 운전 제어 알고리즘 개발이 요구된다.

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Performance Test of Heat Pump System for Low Temperature Treatment of Phalaenopsis (히트펌프를 이용한 호접란(팔레놉시스) 저온 처리 시스템의 성능 평가)

  • 유영선;장진택;김영중;이건중;윤진하
    • Proceedings of the Korean Society for Bio-Environment Control Conference
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    • pp.95-99
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    • 1999
  • 자연에너지와 전기에너지를 조합하여 냉방과 난방을 수행할 수 있는 방법중의 하나로 히트펌프 이용기술이 있으며, 국내의 경우 히트펌프는 주로 냉방 또는 냉동을 목적으로 이용되고 있으나, 1980년 이후 전기가 풍부한 경제선진국을 중심으로 난방 또는 냉난방겸용의 히트펌프가 개발되어 주택, 빌딩, 온실 등의 공조시스템에 이용되고 있다. (중략)

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Heating Performance of Ground source Heat Pump using Extruding Ground Water (유출지하수 열원 지열히트펌프시스템의 난방성능)

  • Park, Geun-Woo;Lee, Eung-Youl
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • pp.460-465
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    • 2007
  • 유출지하수는 지하공간이 깊고 넓게 분포하는 건물에서 자연적으로 유출되어 배출되는 낮은 심도의 지하수이다. 본 연구에서는 신축된 교회건물에서 유출되는 지하수를 열원으로 밀폐형태와 개방형태의 열교환기를 활용하여 각각 5RT급 히트펌프시스템을 난방모드로 운전한 결과를 정리하였다. 실험은 난방순환수의 온도를 $43{\sim}49$ $^{\cdot}C$ 범위에서 제어하면서 진행하였으며, 시스템 COP에 있어서 밀폐형은 $4.12{\sim}4.75$, 개방형은 $3.42{\sim}3.98$의 범위에서 측정되었다. 이는 기존의 지열히트펌프시스템의 COP와 대동 소이한 우수한 성능이라고 판단된다. 또한 펌프동력을 제외한 히트펌프 자체 난방COP에 있어서 밀폐형은 $4.69{\sim}5.81$, 개방형은 $4.38{\sim}5.43$의 범위에서 나타났다. 유출지하수의 온도가 겨울철에도 약 $12{\sim}14^{\cdot}C$를 유지하므로 히트펌프와 시스템전체의 COP가 매우 우수한 값을 나타내고 있음이 확인되었다.

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대형 수열원 히트펌프 국내 설치 사례

  • Kim, Jin-Seong
    • The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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    • v.40 no.8
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    • pp.48-61
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    • 2011
  • 국내 기술로 개발된 대형 원심압축식 수열원 히트펌프의 설치사례와 대용량 원심식 히트펌프 개발 과정 및 기술 개요에 대해 소개하고자 한다.

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Performance characteristics of the Coil Deposition Type Heat Pump using Geothermal Energy (지열을 이용한 코일 침적형 히트펌프의 성능 특성)

  • Oh, Hoo-Kyu;Lee, Dong-Gun;Jeon, Min-Ju;Son, Chang-Hyo
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.36 no.4
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    • pp.437-444
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    • 2012
  • This paper describes the experimental characteristics on cooling and heating performance of the coil deposition type heat pump using geothermal energy to optimize the design for the operating parameters of this system. The operating parameters considered in this study include subcooling degree, evaporation and condensation temperature in the coil deposition type heat pump using geothermal energy. The main results are summarized as follows : As the evaporation temperature and subcooling degree of the coil deposition type heat pump using geothermal energy increases, and the condensation temperature decreases, the COP of this system increases. The subcooling degree, evaporation and condensation temperature of the coil deposition type heat pump have an effect on cooling and heating COP of this heat pump. Therefore, it is a necessary to determine the optimum operation conditions for the highest COP of this heat pump presented in this study.

Characteristic of Cabin Temperature According to Thermal Load Condition of Heat Pump for Electric Vehicle (전기자동차용 히트펌프의 열 부하 조건에 따른 캐빈온도 특성)

  • Park, Ji Soo;Han, Jae Young;Kim, Sung-Soo;Yu, Sang Seok
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.40 no.2
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    • pp.85-91
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    • 2016
  • The Positive Temperature Coefficient (PTC) is used for cabin air heating of a battery electric vehicle, which is different from conventional vehicles. Since the PTC heater consumes a large quantity of power in a parasitic manner, many valuable studies have been reported in the field of alternative heat pumps. In this study, a model for an R134a heat pump taking into account the thermal environment of the cabin was developed for a MATLAB/SIMULINK(R) platform. Component and cabin models are validated with reference values. Results show that the heat pump is more competitive for parasitic power consumption over all ambient temperature conditions. Additionally, the method of waste heat recovery to overcome disadvantages when temperatures are below zero is applied to efficiently operate the heat pump.