Main objective of this investigation is to provide basic design data for the optimization of air-to-air type heat pump system. Significant parameters of a simple model of heat pump systems were considered. The evaporator temperature, condenser temperature and outdoor temperature were taken as the significant parameters of a simplified model, and the optimal design of heat pump system was carried out.
An experiment was conducted for the measurement of the compressor efficiency. Consequently, the basic optimum design points of heat pump system were presented in the graphical form which can be applied to the system design.
이 논문은 전형적인 air-to-air형태의 열펌프의 최적설계에 관해서 논하였다. 우선 최적설계를 위하여 가장 중요하다고 생각되는 요소를 선정하고, 그중에서 응축기온도, 증발기온도 그리고 외기 온도를 변화시키면서 최적설계점들을 구하였다. 열교환기의 크기를 결정하기 위하여 열교환기코일을 대향류의 모델로 취하여서 계산하였고 열전달계수는 냉매의 유속 공기의 유속, 온도 및 냉매의 상변화를 고려하여 계산하였다. 또 이 모델에 따라서 송풍기일이 결정되었다. 실제적인 압축기에 의한 일을 알기 위해서 압축기실 험장치 (load stand) 를 설치하여 소형압축기의 효율을 측정하였다.
이 실험에서는 주로 압축기의 입구 및 출구부분의 온도 및 압력을 측정하였고 이에 따른 엔탈피의 변화량과 이상적인 등엔트로 피압축의 경우의 엔탈피의 변화량을 서로 비교하여 효율을 계산하였다. 이 실험의 결과를 앞서서 구한 열전달계수와 함께 고려해서 열교환기의 크기 및 필요한 동력을 전자계산기를 사용해서 계산하였다.
결과적으로 증발기온도, 응축기온도, 외기온도에 따른 열교환기의 크기 및 전체 성능계수로부터 최적설계점들을 나타내는 선도를 얻을 수 있었다. 이 선도의 궤적상에서 특정한 조건 (weighting factor) 이 주어질 경우 최적설계점이 정하여짐을 알 수 있다.
