• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.169.2-169.2
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• 2010

The research assesses the performance of the water-to-water heat pump system installed in Cheongju water treatment plant for cooling and heating ventilation. In summer season monthly averaged COP is ranged from 3.85 to 4.56 according to the water source temperature, and the performance is increased as the raw water temperature is dropped. While, heating performance is increased for the high temperature water source, and the monthly averaged COP is changed from 2.92 to 3.82. The correlation of the water source temperature and the heat pump performance shows a linear tendency by the simple regression of average data. In heating, the COP of heat pump system linearly rises according to the water source temperature. In comparison, the COP in cooling linearly reduces as the raw water temperature is raised. The goodness of fit at the simple regression shows the coefficient of determination 82% in cooling, 46% in heating. The electric cost of water-to-water heat pump is reduced by 40% compared to that of air source heat pump.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2009년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.586-589
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• 2009

This paper presents the performance of a water-to-refrigerant type ground source heat pump (GSHP) system installed in a school building in Korea. For analyzing the performance of the GSHP system, we monitored various operating conditions, including the outdoor temperature, the ground temperature, and the input power of the GSHP system. The average cooling coefficient of performance (COP) of the heat pump was found to be 8.5 at 60% partial load condition, while the overall system COP was found to be 5.9. The average heating COP of the heat pump was found to be 6.5 at 45% partial load condition, while the overall system COP was found to be 5.0.

• 대한기계학회논문집B
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• 제32권6호
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• pp.454-462
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• 2008

Since operating conditions are significantly different for heating and cooling mode operations in a $CO_2$ heat pump system, it is difficult to optimize the performance of the $CO_2$ cycle. In addition, the performance of a $CO_2$ heat pump is very sensitive to outdoor temperature and gascooler pressure. In this study, the cooling and heating performances of a variable speed $CO_2$ heat pump with a twin-rotary compressor were measured and analyzed with the variations of EEV opening and compressor frequency. As a result, the cooling and heating COPs were 2.3 and 3.0, respectively, when the EEV opening was 22%. When the optimal EEV openings for heating and cooling were 28% and 16%, the cooling and heating COPs increased by 3.3% and 3.9%, respectively, over the COPs at the EEV opening of 22%. Beside, the heating performance was more sensitive to EEV opening than the cooling performance. As the compressor speed decreased by 5 Hz, the cooling COP increased by 2%, while the heating COP decreased by 8%.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제34권11호
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• pp.81-87
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• 2018

Among various types of geothermal heat pump systems, Vertical Closed-Loop Geothermal Heat Pump (VGSHP) has received increasing attention due to a variety of advantages such as the potential to be installed in a relatively small space and improved energy efficiency. In this research, the performance of VGSHP system coupled with heat storage tank was evaluated, by analyzing operational behavior of heat storage tank, the variations of heat pump energy performance due to the connection with heat storage tank, part load ratios characteristics of heat pump and the corresponding energy cost, compared to chiller and boiler based conventional system. The results of this study showed that the VGSHP system coupled with heat storage tank showed an energy saving effect of about 18% for cooling and about 73% for heating, and annual heating/cooling energy cost reduction of 43,000,000 KRW ($ 39,000), compared to the conventional air conditioning system. In addition, after considering both energy cost and initial investment cost including equipment, installation and auxiliary device expenses, payback period of approximately 11.8 years was required.

• 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.

• 에너지공학
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• 제21권2호
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• pp.168-178
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• 2012

본 연구는 업무용 건물에 적용되는 이중외피의 성능을 설계단계에서 평가할 수 있는 정량적인 평가방법을 정립하기 위한 기초적인 평가 수행을 목적으로 하였다. 이를 위하여 평가대상 건물을 선정하여 이중외피 적용을 위한 설계안에 대하여 이중외피 적용 전후의 연간 냉난방 부하를 동적 열부하 해석 프로그램을 이용하여 수행하였으며, 보다 현실적인 평가 결과의 도출을 위하여 CFD를 활용한 풍압계수 도출 및 이를 적용한 환기량 해석을 병행하였고, 이중외피의 환기구 및 중공층 내부의 차양 제어를 위한 모드 설정 및 제어를 통하여 이중외피의 적용 및 제어에 따른 효과를 보다 현실적으로 수행할 수 있는 기법을 제안하였다. 이를 통하여 대상 건물에 대한 이중외피 적용에 따른 연간 냉난방부하를 해석하여 적용 효과를 정량적으로 도출할 수 있는 가능성을 확인하였으며, 이중외피의 형태에 따른 중공층 환경 변화를 확인하였다.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2008년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.90-95
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• 2008

An SHGC(Solar Heat Gain Coefficient) is a determinant of total flux of solar radiation coming indoor and a critical factor in evaluating heating and cooling load. U-value represents heat loss while SHGC denominates heat gain. Recently, windows with high solar gain, mid solar gain or low solar gain are being produced with the development of Low-E coating technology. This study evaluated changes in energy consumption for heating and cooling according to changes in SHGC when using double-layered Low-E glass and triple layered Low-E glass in relation to double layered clear glass as base glass. An Office was chosen for the evaluation. For deriving optical properties of each window, WINDOW 5 by LBNL, an U.S. based company. and the results were analyzed to evaluate performance of heat and cooling energy on anannual basis using ESP-r, an energy interpretation program. Compared to the energy consumption of the double layered clear glass, the double layered Low-E glass with high solar gain consumed $69.5kWh/m^2,yr$, 9% more than the double layered clear glass in cooling energy. The one with mid solar gain consumed $63.1kWh/m^2,yr$, 1% less than the base glass while the one with low solar gain consumed $57.6kWh/m^2,yr$, 10% less than the base glass. When it comes to tripled layered glass, the ones with high solar showed 2% of increase respectively while the one with mid solar gain and low solar gain resulted 5% and 11% in decrease in energy consumption due to low acquisition of solar radiation. With respect to cooling energy. it was found that the lower the SHGC. the less energy consumption becomes.

• 태양에너지
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• 제19권4호
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• pp.45-53
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• 1999

본 논문은 태양열을 구동원으로 하고 액체흡수제인 염화리튬(LiCl) 용액을 이용하여 제습/냉방 및 난방을 하나의 시스템으로 이루는 태양열 이용 냉난방 공조시스템 중 여름철 전열교환기의 제습/냉방에 관한 성능실험 결과이다. 여름의 고온다습한 실내공기는 휀에 의해 전열교환기로 유입되어 충진층에서 살수된 LiCl 용액과 직접 접촉하여 제습/냉각된 후, 건조공기로 바뀌어 실내로 취출된다. 한편 수분을 흡수하여 저농도 용액으로 변한 LiCl 용액은 재생기에서 태양열에 의해 다시 고농도 용액으로 바뀌어 흡수포텐셜을 갖는다. 본 실험에서는 형상 및 크기가 다른 3가지 충진재를 사용하여 전열교환기의 제습성능을 비교하였으며, 절대습도기준 총괄 물질전달계수인 $k_xa(kg/m^3h{\Delta}x)$로써 그 성능을 평가하였다. 특히 $k_xa$값은 액체흡수제 유량, 공기 풍량, 충진재 형상 및 충진층 높이에 따라 변한다. 따라서 이에 대한 영향을 조사하기 위하여 여러 가지 실험한 결과, 풍량은 $k_xa$값에 미치는 영향이 컸으나, 유량은 그다지 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. 또한 충진재의 형상에 따른 비교 실험에서 충진재의 직경이 큰 경우에는 충진층 높이의 영향이 컸으나, 직경이 작은 경우에는 높이에 의한 영향이 직경이 큰 경우보다 작았다. 이상의 실험 결과로부터 $k_xa$값을 충진재 형상 및 충진층 높이에 따라 정지하면 최적 전열교환기 설계 및 제작에 기초자료로 활용할 수 있음을 알았다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2007년도 동계학술발표대회 논문집
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• pp.434-440
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• 2007

The Effluent ground water overflows in deep and broad ground space building. Temperature of effluent ground water is in 12$\sim$18$^{\circ}C$ annually and the quality of that water is as good as living water. Therefore if the flow rate of effluent ground water is sufficient as source of heat pump, that is good heat source and heat sink of heat pump. Effuent ground water contain the thermal energy of surrounding ground. So this is a new application of ground source heat pump. In this study open type and close type heat pump system using effluent ground water was installed and tested for a church building with large and deep ground space. The effluent flow rate of this building is 800$\sim$1000 ton/day. The heat pump capacity is 5RT each. The heat pump system heating COP was 3.0$\sim$3.3 for the open type and 3.3$\sim$3.8 for the close type system. The heat pump system cooling COP is 3.2$\sim$4.5 for the open type and 3.8$\sim$4.2 for close type system. This performance is up to that of BHE type ground source heat pump.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.14-20
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• 2017

Refrigerant having high global warming potentials will be phased out due to environmental protection issues. R410A has been widely used in geothermal heat pump. However, it has a little high GWP by 2088 value. One of the recommended substitute for R410A refrigerant is R452B which having a GWP by 698 value. In this paper, the heating and cooling performance of the water-to-water geothermal heat pump unit with R452B was experimentally investigated. The performance of the heat pump adopting R452B was also compared with the system applying R410A. The heating and cooling capacity of R452B heat pump system showed a slightly lower values within 2% comparing with R410A system. However, the R452B system's coefficient of performance was enhanced by 5.2% and 13.7% at heating and cooling mode, respectively.