• 설비공학논문집
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• 제12권5호
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• pp.466-466
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• 2000

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권9호
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• pp.4197-4203
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• 2013

본 실험연구는 인버터 압축기를 적용한 실내기 3실을 가진 멀티형 열펌프 시스템의 난방운전 시 열펌프의 난방성능을 연구하였다. 멀티형 열펌프의 운전특성은 항온항습 기능을 가진 공기엔탈피방식의 멀티형 칼로리미터를 이용하여 측정되었다. 난방표준 및 난방저온 온도조건에서 실내기 운전조합에 따른 실험을 수행하여 난방성능 변화를 관찰하였다. 실내기 3실을 가진 열펌프의 실내기 운전조합에 따른 난방표준 및 난방저온 운전에서 난방능력, 난방 COP, P-h선도로부터, 3실을 가진 열펌프의 운전특성과 냉매 사이클의 거동을 조사하였다. 열펌프의 운전부하와 성능은 실내기 조합에 의한 부분부하에 의존하므로 열펌프의 난방능력과 사이클의 거동은 다르게 관찰되었다. 표준온도 시험조건 대비 저온 시험조건의 난방능력과 난방 COP는 감소하였다. 또한 실내기 조합에 대한 냉매사이클은 P-h 선도를 사용하여 분석되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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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.

• 설비공학논문집
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• 제12권5호
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• pp.446-475
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• 2000

Performance of a water-to-water multi-type heat pump system using R22 has been experimentally investigated. Total refrigerant flow rate was adjusted with a variable speed compressor and the refrigerant flow rate for two indoor units were controlled by electronic expansion valves. Evaporator outlet pressure of refrigerant and indoor unit outlet temperatures of secondary fluid were selected as controlled variables. Experiments were carried out for both cooling and heating modes using PID control method. Results show that the multi-type heat pump system can be adequately controlled by keeping control gains at certain levels for various operating conditions.

• 설비공학논문집
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• 제13권5호
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• pp.313-320
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• 2001

In the present study, various experiments were performed to investigate capacity modulation and refrigerant flow distribution of a multi-heat pump using a variable speed compressor and electronic expansion valves(EEVs) in the cooling mode. Based on the experimental results, it was possible to understand the interrelation of dual indoor units which provides some difficulties in capacity control of each indoor unit. The characteristics of capacity modulation of two indoor units were measured by controlling two EEVs with a cooling load of each indoor unit.

• 설비공학논문집
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• 제13권9호
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• pp.810-817
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• 2001

Performance of a water-to-water multi-type heat pump system using R22 which has tow indoor units has been investigated experimentally. The refrigerant flow rate of each indoor unit was regulated by an electronic expansion valve and the total refrigerant flow rate of the system was controlled by a variable speed compressor. In the system, evaporator outlet pressure of refrigerant and outlet temperatures of secondary fluid from indoor units were selected as control variables. Experiments were executed for both cooling and heating modes using PID control method with fuzzy logic, and results of the test are compared with a classical PID method. In the case of PID control with fuzzy logic, the fuzzy control rules corrects PID parameters each time. Results show that PID control with fuzzy logic has the merits of quick response and reduced overshoot.

• 설비공학논문집
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• 제14권9호
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• pp.749-755
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• 2002

In order to develop a multi-type heat pump system with two indoor units of non-uniform capacities, the optimum refrigerant circuit was developed using capillary tubes. The refrigerant circuit was composed of four main parts, a heating circuit, a cooling circuit, a by-pass circuit and a balance circuit. The system characteristics of multi-type heat pump was investigated through the rating test and the reliability test, using the multi-type psy-chrometric calorimeter. The results of the rating test showed that the capacity of the multi-type heat pump was about 93% of the design value. In particular, the capacity of cooling single mode was about 13% higher than the design value, and the capacity of heating multi mode was about 5% higher than the design value. The reliability of the multi-type heat pump was verified by various reliability tests (overload, extension tube, freeze up, under/over charging, sweat, flood back). The optimal amount of refrigerant charge and compressor capacity were determined from the present work.

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

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.119-119
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• 2010

무한 지속 가능한 지열 에너지를 활용한 공조시스템인 지열원 냉난방 시스템은 기존의 공조 시스템보다 열원이 안정적이기 때문에 높은 효율과 우수한 성능을 가지므로, 기후변화협약 대응의 주요수단으로서 기술개발과 보급이 증대되고 있다. 본 연구에서는 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템에 대한 실증 연구를 통하여 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템의 하절기 냉방 성능을 분석하였다. 대수층 축열 냉난방 시스템은 주입정과 양수정의 2개의 우물공이 설치되어 있으며, 겨울 난방 운전 중에 한 개의 우물공으로부터 지하수를 열펌프로 유입한 후 낮은 온도의 지하수를 타 우물공에 축열하고, 하절기에 겨울에 저온으로 축열된 우물공으로부터 지하수를 열펌프로 유입하여 온도가 증가된 지하수를 타 우물공에 주입한다. 즉, 계절별로 열펌프에서 생성된 냉수와 온수의 대수층 축열을 위하여 계절별로 주입정과 양수정이 바뀌게 된다. 본 연구의 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템의 2009년 8월의 주요일자별 시스템 운전 중의 평균 냉방 열펌프 유닛 COP와 냉방 시스템 COP는 각각 4.7과 3.4이상의 우수한 성능을 나타냈다. 또한, 모든 일자에 대하여 외기온도가 $31.6^{\circ}C$서 $22^{\circ}C$까지 변화가 크게 나타났지만 열펌프 유닛 COP와 시스템 COP의 변화는 미소하였다. 이는 양수정으로부터의 지중 순환수가 운전기간 중에 $17.5^{\circ}C$로 일정하게 유지되었기 때문이다. 양수정과 주입정 사이에 5개의 관측공을 설치하였으며, 양수정 측에 인접한 관측공의 온도는 거의 변화가 없었으며, 단기간이지만 널리 사용되고 있는 수직밀폐형 시스템과 달리 지속적인 냉방운전 중의 양수 온도의 증가는 발생하지 않아 안정적인 성능을 나타냈다. 주입정에 인접한 모니터링 홀의 온도는 심도가 깊은 곳의 온도가 낮은 곳보다 높게 나타났다. 이는 냉방 운전 시 열펌프 유닛의 실외열교환기에서 지중 순환수가 냉매로부터 열을 취득하여 온도가 상승하면서 주입정측에 온열이 축열이 진행되었기 때문으로 분석되며, 하절기의 냉방 운전 시간이 증가할 경우 축열 효과는 더욱 증가할 것으로 예상된다. 양수정과 주입정 중간의 모니터링 홀의 온도는 2009년 8월 가동 중에 온도변화는 없었는데, 이는 양수정과 주입정 사이의 열간섭이 발생하지 않았기 때문으로 분석된다. 일자별로 운전 중의 열펌프 유닛 COP는 차이가 없었지만, 운전 및 정지 시간을 모두 포함한 시스템 소비전력과 냉방용량을 모두 합산하여 산정한 일일 평균 냉방 열펌프 유닛 COP와 냉방 시스템 COP는 일자별로 다소 차이가 발생하였는데, 이는 각 일자별로 열펌프 유닛 가동율의 차이로 인하여 열펌프 유닛 가동 전에 먼저 작동되는 지중순환펌프의 운전 소비전력의 차이와 열펌프의 단속운전 시의 열손실과 추거 소비전력의 차이 때문이다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.16-24
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• 2013

A multi-heat pump provides the benefits of comfort, energy conservation and easy maintenance. Recently, the multi-heat pump has been widely employed in small and medium-sized buildings. However, the control algorithm of the multi-heat pump are limited in the open literature due to complicated operating conditions. In this study, the MIMO control algorithm using integral optimum regulator was designed and the control performance of it was analyzed. In addition, system model of the control plant was developed by PRBS system identification scheme. The MIMO controller adopting the integral optimum regulator yielded satisfactory control performance results.