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R134a 냉매용 초임계 히트펌프의 성능 특성
Performance Characteristics of R134a Supercritical Heat Pump 원문보기

한국동력기계공학회지 = Journal of the korean society for power system engineering, v.18 no.4, 2014년, pp.60 - 65  

최인수 (동명대학교)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, cycle performance analysis for heating capacity, compression work and COP of R134a supercritical heat pump is presented to offer the basic design data for the operating parameters of the system. The operating parameters considered in this study include superheating degree, pressure an...

주제어

#R134a   #Supercritical Heat Pump System   #Hot Water   #Performance Analysis   #Gas Cooler  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서, 본 연구에서는 90℃이상의 고온소를 생산하기 위한 것으로, R134a를 냉매로 사용하여 초임계 히트펌프 사이클의 성능에 미치는 가스냉각기 압력, 증발온도, 과열도, 압축효율, 가스냉각기 출구온도 등의 인자에 대해서 이론적으로 파악 및 분석하고, 이를 통해 R134a를 적용한 초임계 히트펌프 시스템의 최적 설계를 위한 기초자료를 제공하고자 한다.

가설 설정

  • • 운동에너지와 위치에너지의 변화는 없는 것으로 가정한다.
  • • 히트펌프 시스템내 배관의 압력강하와 열손실은 무시한다.
  • 소프트웨어를 이용하여 계산하였다. R134a 냉매를 적용한 초임계 히트펌프 시스템의 성능 분석을 위해 다음과 같이 가정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
히트펌프는 어떻게 구분될 수 있는가? 증기압축식 히트펌프는 증발기로부터 저온의 열원(대기, 폐열 등)에서 열을 흡수하고, 응축기에서 고온 열원(대기, 냉각수 등)으로 열을 방출하는 열전달 장치이다. 이와 같은 히트펌프는 열원 공급측 및 사용측 열매체의 종류에 따라서 공기-공기(Air-to-air), 공기-물(Air-to-water), 물-공기(Water-to-air), 물-물(Water-to-water) 시스템으로 구분할 수 있으며, 이 중 사용측의 열매체로 물을 사용하면 60℃ 정도의 온수를 생산하는 시스템으로 구성할 수 있다.1) 하지만, 증기압축식 히트펌프로 90℃ 정도의 고온수를 생산하는 위해서는 응축기에서의 방열과정이 임계점 이상에서 이루어지는 초임계 히트펌프 사이클로 구성되어야 한다.
증기압축식 히트펌프란 무엇인가? 증기압축식 히트펌프는 증발기로부터 저온의 열원(대기, 폐열 등)에서 열을 흡수하고, 응축기에서 고온 열원(대기, 냉각수 등)으로 열을 방출하는 열전달 장치이다. 이와 같은 히트펌프는 열원 공급측 및 사용측 열매체의 종류에 따라서 공기-공기(Air-to-air), 공기-물(Air-to-water), 물-공기(Water-to-air), 물-물(Water-to-water) 시스템으로 구분할 수 있으며, 이 중 사용측의 열매체로 물을 사용하면 60℃ 정도의 온수를 생산하는 시스템으로 구성할 수 있다.
Pgc가 증가할수록 압축기 일량(W)은 몇 13.3% 정도 증가한 이유는 무엇인가? 3% 정도 증가하였다. 이는 가스냉각기 방열량과 마찬가지로, Pgc가 증가할수록 압축기 출구 엔탈피(h2)가 증가하여 압축기 입출구 엔탈피차가 증가하기 때문이다. 따라서, 위의 결과로부터 초임계 R134a용 히트펌프의 성능계수(COP)는 약 몇 7.
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참고문헌 (4)

  1. W. S. Bodinus, 1999, "The rise and fall of carbon dioxide systems", In: Will HM, editor. The first century of air conditioning. Atlanta, GA: ASHRAE, pp. 29-34. 

  2. B. Donaldson and B. Nagengast, 1994, "Heat and cold: mastering the great indoors", Atlanta, GA: ASHRAE. 

  3. T. Ebner and H. Halozan, 1994, "Testing the Aviable Alternative - An Examination of R-134a, R-152a and R-290", IEA HPC Newsletter, Vol. 12, No. 1, Sittard, The Netherlands. 

  4. EES: Engineering Equation Solver, 2006. fChart Software Inc. 

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