• 한국태양에너지학회 논문집
• /
• 제31권6호
• /
• pp.40-48
• /
• 2011

과냉 촉진을 위한 새로운 열교환기(HESC)가 생활공간의 냉난방을 위한 공기-물 열펌프의 성능계수 향상을 위해 본 연구에서 개발되었으며 그 효과를 실험적으로 분석하였다. 이 열교환기(HESC)는 여러 단계의 셀과 튜브로 구성되어 있으며, 열펌프 시스템의 응축기와 증발기 사이에 장착되었다. 실험 조건으로, 외기온은 $7^{\circ}C$에서 $-17^{\circ}C$, 입구 물 온도는 $7{\sim}10^{\circ}C$ 그리고 제 2열전달매체로서 물의 질량 유동율은 시간당 100에서 $300{\ell}$로 변화를 주었다. 본 실험에서 이 열교환기가 장착된 열펌프의 압축기에서의 냉매 입 출구 사이의 온도 차이는 열교환기가 장착되지 않은 열펌프보다 $15^{\circ}C$ 높았다. 이에 따라 이 열교환기가 장착된 열펌프 시스템은 외기온 $-10^{\circ}C$에서 COP가 0.8 증가하였다. 따라서 이 공기-물 열펌프 시스템은 최근 한국에서 실용화되고 있는 고비용이 요구되는 지열 열펌프 시스템을 대체하여 생활공간을 위한 냉난방 시스템으로서 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국태양에너지학회 논문집
• /
• 제31권5호
• /
• pp.67-76
• /
• 2011

생활공간 냉난방용 열펌프의 성능향상을 위해 R22의 대체 냉매로서 새로운 혼합냉매R22/R23/R152a(RM-1)을 개발하고 U. S. A.의 NIST사의 REFPRO Pprogram을 이용해 이 혼합냉매의 P-h diagram을 구성하여 실용화에 이용할 수 있도록 하였다. 본 연구는 실험을 통해 R22와 RM-1의 열펌프 성능효과를 분석하였다. 입 출구 물의 온도와 제2의 전열매체로서 물의 질량유량, 압축기의 소요 에너지 그리고 열펌프의 기타 열적 특성을 다양한 조건하에서 측정하였다. 이 실험 데이터를 통해 공기-물 열펌프 시스템에서의 RM-1과 R22의 성능계수(COP)를 비교하였다. 이를 통해, 혼합냉매 RM-1을 사용하는 열펌프 시스템은 외기온 $-17^{\circ}C$에서도 2.2의 성능계수로 작동하는 결과를 본 연구에서 보여주었다.

• 기계저널
• /
• 제22권6호
• /
• pp.471-476
• /
• 1982

1.열펌프 시스템의 성능은 최적설계를 하므로서 이론적, Rankine C.O.P에 접근시킬 수 있다. 2.. 산업체 중저온 폐열회수이용에는 열펌프가 매우 유망하며 냉온수를 동시에 이용하는 경우는 더욱 유리하다. 3. 우리나라 산업계에서 보통 투자회수기간을 3년으로 본다면 전력시설용량을 500kw 이상의 산업용 소동력, 대동력의 경우 열펌프의 성적계수는 약 3.5 정도가 하한으로 볼 수 있다. 4. 공기 또는 물 열원의 가정용 열펌프는 전력비가 비싸므로 아직은 실용성이 없다.

• 설비공학논문집
• /
• 제9권4호
• /
• pp.462-471
• /
• 1997

The water-to-air heat pump system requires relatively lower energy consumption and less installation space. The heat exchangers used for this system are the finned-tube type for the indoor unit and the double-tube type for the outdoor unit. Mathematical models for this system are developed and programmed in computer. Experimental data from various conditions are obtained and compared with calculated values from the computer simulation program. Differences of cooling capacity and COP are 1.25% and 0.47%, and those of heating capacity and COP are 0.51% and 0.13%, respectively. Simulation results are in good agreement with test results. Therefore, the developed program is effectively used for the design and the performance prediction of water-to-air heat pump system.

• Journal of Biosystems Engineering
• /
• 제25권4호
• /
• pp.273-278
• /
• 2000

The hybrid heat pump system of the air to air and / or air to water was composed and its COP was analyzed with the ambient temperature on the opened and closed loop system respectively. The results be indicated by the equation(7) that the COP(Coefficient of Performance) of air-source(air to air and / or air-water) heat pump is effected with the ambient air temperature and AVACTHE.(Automatic Variable Area Capillary Type Heat Exchanger) 2. The COP of air-to-water heat pump without AVACTHE decreased in accordance with the ambient temperature decrease, however in case of the heat pump with AVACTHE the COP was maintained at 2.8∼3.0 level when the ambient temperature decrease from -$5^{\circ}C$ to $-11^{\circ}C$. 3. The COP of the air-to-water heat pump operated on the open loop was higher 40∼58% than that of the heat pump operated on the close loop. 4. The lower ambient temperature air effect on the COP of the air-to-air heat pump operated on the semi closed loop could be controlled using the AVACTHE, and at the high ambient air temperature the COP increased using the Bypass circuit.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
• /
• 제6권1호
• /
• pp.9-16
• /
• 2010

The aim of this study is to verify the performance of water-to-air multi-heat pump system with a vertical U-tube GLHX(U-tube system) and a double tube GLHX(double tube system), which were installed in a school building located in Asan. For analyzing the performance of the GSHP system, we monitored various operating da~ including the water temperature of inlet and outlet of the ground heat exchanger, mass flow rate, and power consumption. Daily average COP of the single U-tube system and the double tube system were 4.5 and 4.2 at cooling mode and were 3.5 and 3.8 at heating mode. As a result, We know that performance of water-to-air multi-heat pump unit is reliable at actual condition operated in a part load conditions for all day.

• 에너지공학
• /
• 제9권4호
• /
• pp.366-371
• /
• 2000

본 연구는 동적형 빙축열시스템에 있어서 증발판이 축열조 상부에 설치되어 생성된 얼음을 주기적으로 분리, 이탈시켜 하부에 설치된 축열조에 저장하는 기존의 하베스트형 빙축열시스템과는 반대로 축열조 내에 증발판을 설치하여 수중에서 얼음을 생성시키고 분리시켜 부럭에 의해 얼음을 띄워 저장하는 새로운 방식의 수중 하베스트형 빙축열시스템 개발에 관한 연구이다. 본 방식은 축열조 내에 증발판이 설치되어 제빙과 탈빙이 이루어짐으로서 기존 시스템에 설치되는 순환펌프나 순환수 분배기 및 배관 등의 설비가 불필요하고, 또한 조내 물과 증발판이 직접접촉에 의해 열교환이 이루어지므로 기존 공기 중에서의 열교환 방식보다 전열효율이 우수한 장점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 상기의 수중 빙제조 방식에있어 빙 제조시와 방냉시 축열조의 열특성을 실험적으로 밝혀 시스템 최적화 및 성능 향상에 대한 기초 자료를 제공하고자 하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
• /
• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
• /
• pp.118-118
• /
• 2017

지구 온난화에 따른 환경변화로 인하여 최근 10년('02~'11)간 여름의 일수는 4일, 겨울 일수는 16일 각각 증가하였다. 현재 육계사 내의 고밀도 밀집사육으로 인하여 고온스트레스로 하절기 육계의 폐사율이 증가하고 있는 실정이다. 2016년 폭염으로 닭 406.1천수, 오리 15.7천수, 메추리 70천수, 돼지 8천수가 폐사하였다. 이에 혹서기 가축이 약430만수가 폐사하였으며 피해 보상금액 128억원 소요되었다. 본 연구에서는 하절기 고온스트레스 경감과 폐사율 저감을 위해 계사 냉난방 공조와 냉온 음용수 급수를 병행할 수 있는 고효율 환경 개선 시스템을 개발하여 고온스트레스 저감 및 생산성 향상에 목적이 있다. 계사 냉난방 공조 및 냉온음용수 급수 병행 시스템 설계요인을 분석하고 냉난방 공조부하, 냉온수 생산 부하를 고려한 시스템 용량 산정하고 히트펌프, 축열조, 냉난방 및 냉온수 분배장치 등 구성요소로서 공조 및 냉온음용수 급수시스템을 설치하였다. 시스템 용량은 공기-물 히트펌프(10kW,1대), 축열조(10톤), 음용수조(2톤), 열교환기(열교환량,5만kcal/h), 물순환펌프(250W,2대) 및 팬코일유닛(1만kcal/h,4대)으로 시스템 모니터링 및 제어 시스템 개발하여 계사 내 환경, 시스템 성능에 대한 실시간 모니터링을 통하여 저장하였다. 조사항목으로 위치별 온습도, 체중, 사료섭취량, 페사율 등을 조사 분석하였다. 연구결과 계사의 내부온도는 시험구에서는 평균 $25.3^{\circ}C$를 나타내었고 대조구에서는 평균 $28.1^{\circ}C$로서 $2.8^{\circ}C$ 높게 나타났으나 상대습도는 시험구 76.2%, 대조구 75.0%로 큰 차이가 없었다. 냉수급여에 따른 계사 높이별 내부온도는 상하의 온도차가 $4.5^{\circ}C$로 크게 차이가 났다. 육계의 음수량은 혹서기 냉수를 급여한 시험구에서 일일 23.2L, 대조구에서는 21.5L를 섭취하였다. 일일 사료섭취량은 냉수를 급여한 시험구에서 937g, 대조구에서는 725g을 섭취하였다. 사료섭취량은 냉수를 급여한 시험구가 212g 많이 섭취하였으며 사료요구율은 시험구는 1.86, 대조구는 1.91로서 시험구가 낮게 나타났다. 체중은 냉수를 급여한 시험구가 359g 많았으며 증체량은 냉수를 급여한 시험구에서 495g, 대조구에서는 392g으로 나타났다. 폐사율은 냉수를 급여한 시험구에서 84%가 폐사율을 줄일 수 있었다.

• 한국태양에너지학회 논문집
• /
• 제26권3호
• /
• pp.71-78
• /
• 2006

Thermodynamic irreversibility analysis of an air-to-water heat pump system is analyzed in this study. This analysis shows the distribution of irreversibilities(true losses in thermodynamic sense) through the system components and informs us of a potential improvements with the irreversibility factor decreases. The results show that the largest irreversibilities occur in the motor-compressor unit. The remaining irreversibilities are distributed relatively uniformly through the other parts including utilization system. The increase of performance can be attained through either the improvement of adiabatic efficiency of motor-compressor unit(${\eta}_{mc}$) or the reduction of temperature difference(${\Delta}T$). With the decrease of utilization temperature($T_u$) COPH also increases but the exergetic efficiency decreases. The increase of COPH of about 0.05 can be accomplished with 1K decrease of ${\Delta}T$ or $T_u$.

• 한국축산시설환경학회지
• /
• 제9권2호
• /
• pp.69-78
• /
• 2003

태양열을 동력원으로 하여 열에너지를 동력으로 변환, 물을 양수할 목적으로 저온 상변화물질인 펜탄을 작동물질로 하는 에너지변환장치를 제작하여 실험하였다. 장치는 각부의 크기를 그 기능과 상호작용 원리에 따라 논리에 맞게 최적 설계하였다. 장치의 제작 후 실험을 통하여 그 운전 특성을 분석하여 성능향상에 필요한 자료를 획득하고자 하였다. 작동물질인 펜탄을 가열하는 탱크 내부의 온도는 사이클 경과시간에 따라 약 $40­86^{\circ}C$ 범위에서 변동하고 있었으며, 물탱크내 온도 약 $23­24^{\circ}C$, 공기탱크 내 온도 $22­23.5^{\circ}C$ 범위에서 비교적 일정하게 유지되고 있었다. 응축기내의 온도와 냉각수출구 온도는 냉각수입구 온도수준에 따라 정의 상관관계로 변하고 있는 것을 알 수 있었으며, 또한 열 교환 능력도 냉각수 온도수준이 낮을수록 커진다는 것을 확인하였다. 물탱크 내 온도와 응축기내 온도가 상당히 차이가 나므로 물탱크와 응축기와의 연결거리를 최소화하고 연결파이프 크기를 큰 것으로 하여 내부물질이동 저항을 줄이는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있었다. 실험 중 양수량은 1.6­2.4 liter로 나타났으며, 냉각시간의 수준에 따른 물탱크내의 흡입물높이 상승은 차이를 나타내지 않았다. 응축기로부터의 냉각수 배출파이프가 연장되지 않은 경우 냉각수 유량이 5.9 liter/min 이었으나 연장파이프가 있을 때는 2.3 liter/min으로 나타났다. 이러한 현상에서 양수하는 물의 온도가 낮고 유량이 부족한 경우에는 연장파이프를 이용하는 것이 좋고, 냉각수치 양은 풍부하지만 그 온도가 낮지 않은 경우에는 연장파이프를 이용하지 않는 것이 좋다는 사실을 알 수 있다. 실험에서의 응축기내 냉각수의 최대 열교환량은 95.75 kJ/min로 나타났다. 작동물질가열탱크와 기액 분리탱크 내의 압력은 0.13­0.14 MPa.a, 물탱크와 응축기내의 압력은 약 0.11 MPa.a정도로 나타났다.