• 제목/요약/키워드: 시스템 열펌프

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온실 태양잉여열을 이용한 히트펌프시스템의 난방 성능평가에 관한 실증 연구 (Empirical evaluation of the heating performance by a heat pump system with surplus heat from a greenhouse)

  • 전병용;박윤철;고광수
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제41권1호
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    • pp.99-104
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    • 2017
  • 본 연구는 태양일사에 의하여 가열되는 온실상단에 고온의 태양잉여열을 축열조에 축열한 후 이를 이용하여 온실을 난방하는 히트펌프시스템의 실증연구에 관한 것으로 히트펌프시스템은 축열조를 구비하고, 각종 열교환을 위한 판형열교환기, 팬코일유닛 그리고 부가적인 에너지원으로 태양일사를 직접 집열할 수 있는 태양집열기로 구성되어 있다. 히트펌프시스템은 R410a냉매를 사용하며 일반적인 히트펌프시스템과 마찬가지로 외기열원만으로도 운전될 수 있으며, 온실내부의 설정온도에 따른 제어로직에 따라 외부조작없이 온실상단열의 축열운전, 외기공기에 의한 외기열원 및 축열조의 온수를 히트펌프의 작동 없이 난방하는 다수의 운전방식이 자동적으로 운전되도록 하였다. 개발된 축열식 히트펌프의 현장평가 성능실험을 위하여 제주시 조천리에 있는 $100m^2$ 크기의 온실에 설치하고 10월부터 12월까지 운전하였다. 실증연구 실험을 수행한 결과로써 외기열원을 이용하여 난방 할 경우 난방열량은 19.9 kW의 용량을 얻을 수 있었으며, 온실상단의 잉여열에 의하여 축열조의 온수로 히트펌프운전 없이 직접 난방 할 경우에 난방열량은 21.4 kW로 외기난방과 비슷한 난방용량을 나타내는 것을 알 수 있었다.

연료전지 스택 폐열 활용 전동식 히트펌프 시스템 난방 성능 특성 연구 (Experimental study on heating performance characteristics of electric heat pump system using stack coolant in a fuel cell electric vehicle)

  • 이호성;김정일;원헌주;이무연
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권12호
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    • pp.924-930
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    • 2018
  • 본 연구의 목적은 수소연료전지 자동차의 난방부하 대응을 위한 스택 냉각수를 활용하여서, 전동식 히트펌프 시스템에 대한 난방성능 특성을 다양한 운전조건 변화에 대해서 고찰하는 것이다. 냉각수와 냉매(R-134a)와의 열교환을 위해서 판형열교환기를 적용하였고, 전동식 히트펌프 시스템에 적용되는 실내열교환기 입구의 공기온도와 압축기 회전수를 변화시키면서 난방 성능 특성을 분석하였다. 실내열교환기 입구 공기 온도 변화에 대해서 난방 성능은 거의 동일한 결과를 보이고 있는데, 이는 입출구 온도차와 공기 측 밀도의 변화가 균형을 이루었기 때문으로 판단된다. 반면, 히트펌프 시스템 효율(COP)의 경우, 난방 성능은 온도변화에 따라 동일하였지만, 유량 변화로 인하여서, 압축기 소모동력이 감소하였기 때문에, 실내열 교환기 입구 온도가 감소함에 따라서, 시스템 효율은 증가하는 경향을 보이고 있다. 추가적으로, EEV개도가 45%정도까지 열리는 구간에서는, 압축기 소모전력 감소하였기 때문에, 시스템 효율이 증가하였고, 그 이후에는 동일한 시스템 효율을 유지하는 것을 알 수 있었다. 압축기 회전수 변화 시에는 난방성능이 증가하면, 시스템 효율은 감소하는 경향을 보여주고 있다. 이러한 원인은 압축기 회전수 증가에 따른 유량의 증가로 판단된다. 향후, 열원으로 사용하는 냉각수에 대한 운전조건을 변화시켜가면서, 난방성능 특성을 분석하여, 전동식 히트펌프의 난방부하 대응을 위한 제어 방안을 연구하고자 한다.

교육 시설에서의 히트 펌프 냉난방 시스템 실사용을 통한 경제성 분석 (Economic Analysis of Heat Pump System through Actual Operation)

  • 김길태;정성일;주호영;안영철;이재근
    • 설비공학논문집
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    • 제19권6호
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    • pp.470-475
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    • 2007
  • The present study has been conducted economic analysis through actual operation of electric heat pump (EHP) and gas engine driven heat pump (GHP) which are installed at the same building in the university. Cost items, such as initial cost, annual energy cost and maintenance cost of each system are considered to analyze life cycle cost (LCC) and economical efficiencies are compared. The initial cost is considered on the basis of actual cost, and annual energy cost is converted into the cost after measuring electricity and gas consumption a day LCC applied present value method is used to assess economical profit of both of them. Variables used to LCC analysis are electricity cost escalation rate, natural gas cost escalation rate, interest rate, and service lives when each of them are 4%, 2%, 8%, and 20 years. The result shows that EHP (148,257,306 won) is more profitable than GHP (161,239,296 won) by 8.05% (12,981,990 won).

스마트형 진공 배기 진단 제어 시스템 개발(3 세부과제)

  • 정완섭;임종연;임성규;이수갑
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.94-94
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    • 2011
  • 본 논문은 "차세대 반도체용 진공공정의 실시간 측정/진단/제어 기술개발"과제의 제 3 세부과제 "스마트형 진공 배기 진단 제어 시스템 개발"의 주요 연구 실적을 소개한다. 본 세부과제는 (1)진공펌프 및 배기 시스템의 다중 상태변수 측정 장치 개발, (2)공정별 펌프 상태 및 공정 조건 data base 구축 및 진단 알고리즘 개발(e-Diagnostics Level 2 FDC 수준), (3)공정별 펌프 상태 변수 측정을 통한 자기 진단 기술 개발(e-Diagnostics Level 2 FDC 수준), 그리고 (4)측정/통신 PMS (Pump Monitoring System) 개발(통신속도 56k bps 이상, e-Diagnostics Level 0~1)을 최종 목표로 추진되어 왔다. 첫 번째 주요실적은 진공배기시스템의 다중 상태변수 측정 및 평가 장치를 성공적으로 개발하였다. 본 장치는 현장에서 진공펌프의 배기속도를 3% 이내로 정밀하게 측정할 수 있는 소닉 노즐을 이용한 배기속도 측정 장치 및 기술을 성공적으로 개발 완료하였다. 그리고 측정 가능한 상태변수는 20종에 달하며 이들을 이용하여 진공펌프의 성능인자 15종과 특성치 9종을 종합적으로 평가할 수 있는 능력을 갖추었다. 두 번째 주요실적은 공정별 진공배기시스템의 자기진단 및 예지보수 기수 개발이다. 연구에서 개발된 적응형 인자모델을 이용한 상태진단 기술은 이미 학회 논문으로 소개되었으며 본 기법은 기존의 시계열 상태변수를 이용한 기존의 상태진단 기법보다 메모리 소요량을 100배로 줄였으며 그리고 연산양은 10% 이하로 줄인 획기적인 기법이라 할 수 있다. 세 번째 주요실적은 상태변수 측정, 통신, 제어 및 공정적응 기능 통합형(smart) PMS(pumper monitoring system) 개발이다. 본 장치는 CAN통신 기법을 새로이 채택하였으며 한 대의 PC로 64대의 단위 진공펌프들의 운전 상태변수를 실시간으로 수집할 수 있도록 하였다. 그리고 운전 중인 개별 진공펌프들의 운전 상태진단은 적응형 인자모델을 이용한 상태진단 기술을 응적용함으로써 매우 정확한 상태진단을 매 batch마다 수행할 수 있는 기능을 제공한다.

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동시냉난방 열펌프 시스템의 운전모드별 성능특성에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on the Performance Characteristics of a Simultaneous Heating and Cooling Heat Pump System at Each Operating Mode)

  • 강훈;이선일;주영주;정현준;김용찬;최종민
    • 설비공학논문집
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    • 제19권10호
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    • pp.679-686
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    • 2007
  • The cooling load in winter season is significant in many commercial buildings and hotels because of the usage of office equipments and the high efficiency of wall insulation. The development of a multi-heat pump that can cover heating and cooling simultaneously for each indoor unit is required. In this study, a 4-room simultaneous heating and cooling heat pump system was designed and its performance was measured at each operating mode. The system used R-410A and adopted variable speed compressor. The problems on the designed system were analyzed and defined. In addition, the solutions of the problems were suggested to improve system efficiency and to obtain the stable operation.

섬유벨트 열재생 시스템을 부착한 공기 열원 열펌프의 난방 성능 특성 (Performance of Air Source Heat Pump with a Fiber Belt Heat Regeneration System)

  • 유영선;장진택;김영중;강금춘;윤진하;이건중
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제25권5호
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    • pp.385-390
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    • 2000
  • The heat pump is one of heating and cooling systems driven by electricity using natural energy as a heat source. The heat pump system was mainly adopted to a cooling system or a refrigeration system. In regions with a large amount of electricity, it is used as a heating system or a heating and cooling system of houses, buildings and agricultural facilities. During cold weather, air source heat pumps do not work well because of some technical problems, such as frosting on evaporator coil when outside air temperature is below -5$^{\circ}C$. In this research, the heat regenerative technology was employed to eliminate the frosting on evaporator coil and improve the COP of the heat pump system. This fiber belt heat regeneration system(FBHRS) has very simple structure consisting of a geared motor and a porous fiber belt passing through alternatively between cold and warm air duct. The laboratory test showed that the heat pump system with a FBHRS yielded an impressive COP higher than 3.5 at the outside air temperature of -7$^{\circ}C$ in heating mode.

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이산화탄소를 적용한 주거용 냉난방 겸용 열펌프 시스템의 시뮬레이션 (Simulation on a Residential Heat Pump System Using $CO_2$)

  • 조홍현;이무연;김용찬
    • 설비공학논문집
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    • 제15권12호
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    • pp.987-995
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    • 2003
  • The performance of a residential heating and cooling system with $CO_2$ is predicted by using a cycle simulation model. The simulations are conducted by varying design parameters and operating conditions. The efficiency of the transcritical cycle can be improved by utilizing the advantages in heat transfer characteristics of $CO_2$ and developing microchannel indoor and outdoor heat exchangers. For the designed system of this study, the predicted COP of the heat pump system is approximately 3.5 in the heating mode and 3.0 in the cooling mode. The predicted optimal discharge pressure for the heat pump system is approximately 11 MPa in the heating mode and 9 MPa in the cooling mode.