시뮬레이션에 의한 냉방-급탕 지열히트펌프 시스템 성능평가 - 장형문(Xinwen Zhang); 이규남(Kyu-Nam Rhee); 정근주(Gun-Joo Jung) (동력시스템공학회지, 2020)
지열히트펌프를 냉방 시스템으로 이용할 때 장시간의 운전을 거친 후 지중 온도가 증가되고 이와 동시에 시스템의 성능이 저감된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 연구에서는 냉방용 지열히트펌프와 급탕용 히트펌프와 직렬 연결하여 복합형 냉방-급탕 지열히트펌프를 제안하였다. 제안된 시스템에서는 지중열교환기에서 보낸 순환수 냉방용 히트펌프의 응축기와 열량교환을 진행하고 흡수된 응축열열 급탕용 히트펌프의 열원으로 활용하여 지중 온도 변화를 완화 시켜 나아가 시스템의 성능 향상에 기여하고자 한다. 본 연구에서는 시뮬레이션 프로그램인 TRNSYS 18을 통해 단독 냉방운전을 진행하는 지열히트펌프 시스템, 단독 급탕운전을 진행하는 지열히트펌프 시스템 그리고 제안 시스템의 성능을 각각 분석하였다. 시뮬레이션 분석결과에 따르면, 제안 시스템을 이용 시 냉방용 히트펌프의 성적계수(Coefficient of performance; COP)가 단독 운전하는 냉방용 지열히트펌프보다 약 32.27% 증가되었고, 제안된 복합형 시스템의 급탕용 히트펌프의 COP는 단독 운전하는 급탕용 지열히트펌프보다 약 14.40% 증가되었다. Ground source heat pump (GSHP) can increase ground temperature and reduce system coefficient of performance (COP) during long term operation in the cooling season. This study proposed a GSHP cooling system combined with a hot water heat pump to improve the performance of the GSHP system. In the present study, the system was configured so that the condensation heat from GSHP could be used as the evaporative heat source for the hot water heat pump. This study analyzed the COP of the proposed combined system, a single cooling system and a single hot water system by TRNSYS 18 simulation. Simulation results showed that the COP of the proposed system was 37.27% higher in the cooling part and 14.40% higher in the hot water part, compared with the single heat pump system. KCI Citation Count: 0