The performance of cascade cycle air-source heat pump has been investigated experimentally. The cascade heat pump cycle consists of high temperature of R134a and low temperature of R410a. We have complementary primary air source heat pump. As a result, we produce the products with the best performance. The rated capacity of heat pump is 25kW and the cold capacity of heat pump is 25kW. The KSCOP_C of colder condition is 2.61 and KSCOP_A of average condition is 2.74 and KSCOP_W of warmer is 2.74.

본 연구에서는 온실 내부의 태양 잉여열과 외부의 공기열을 선택적으로 열원으로 이용함으로써 히트펌프의 성능을 향상시키고, 온실의 환기 지연을 통해 이산화탄소 시용비용을 절감할 수 있는 온실 공조시스템을 개발 하고자 하였다. 본 시스템의 축열 과정은 태양 잉여열을 이용하는 내부순환모드와 외기열을 이용하는 외부순환모드가 온실 내부온도에 따라 자동으로 절환되도록 구성하였으며, 히트펌프가동, 축열모드 절환, 난방 가동을 위한 6개의 온도값을 입력함으로써 축열과 난방이 자동으로 수행되도록 설계하였다. 단동온실을 대상으로 무환기 조건에서 기초시험을 수행한 결과, 태양 잉여열을 이용한 축열은 약 11시부터 시작되어 평균 3시간 30분 정도 유지되었으며, 주간의 온실 내부온도는 환기를 수행하지 않음에도 대부분 약 20~28oC 범위를 유지하였다. 주간 내부순환모드에서 시스템의 난방성능계수는 약 3.35로 야간 외부순환모드의 2.46 및 주간 외부순환모드의 2.67 에 비해 각각 36% 및 25% 향상됨을 확인하였다. 본 시스템의 개선사항으로 태양 잉여열의 효율적 이용을 위해 축열조 관리온도를 상승시킬 수 있는 고효율 히트펌프의 적용이 필요하며, 온실의 무환기 운용에 따른 과습환경의 조성을 방지하고 태양 잉여열 수준이 높은 시기에 온실의 온도상승을 방지하기 위해 강제환기를 운전모드에 추가할 필요가 있는 것으로 판단되었다.

In the study, space cooling performance of air source heat pump(ASHP) was evaluated in a pilot house. The ASHP, which provide for floor heating, domestic water heating and space cooling/heating, shows cooling capacity of 14.0 kW, when COP of ASHP was 3.21 based on test performance of KS C 9306. Test results shows that cooling capacity was depended on frequency of the compressor. The variable refrigerant flow rate for cooling were supplied into diverse room by using LEV. The COP at setting room temperature of 26℃ was 6.3% higher than the COP at that of 24℃, when the spending time in operation was decreased as 21.2%.

The night time electric cost is cheaper due to electric supply and demand policy in Korea from 1985. Currently about 900,000 customers are using night time electric heating boilers and this causes shift of peak demand time to night in winter and increase of deficit spending. To solve this problem, replacing night time electric heating boiler by air-source heat pump using night time electricity has been proposed. An air-source heat pump can provide efficient heating equipment especially in a warm climate. For estimating the night time electric heat pump COP(Coefficient of Performance), Korean Standard KS C 9306:2010 and European Standard EN-14511:2004 is available. SCOP(Seasonal COP) using European weather bin data is also calculated. SCOP is not available yet but European Committee for Standardization will establish a standard in the near future. The evaluation result show that the replacing night time electric heating boiler by heat pump can be possible.