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제습로터가 적용된 로터리 타입의 전열교환기 냉방열교환효율.

9 잡자재 15 2,079 2022.07.19 17:40

저희 사무실에 별도 에어컨 없이 SA 쪽에 증발기를 설치하여 실측한 데이터입니다. 

10평짜리 정도되는 실외기의 전력소비량은 실측결과 아래와 같이 1433W이며 

OA는 33.6도에 47%(15.4g/kg) RA는 27.9도(습도 측정치 없음)

SA온도는 5.9도이며 풍량은 500CMH정도 됩니다.

전열 교환기와 히트펌프를 하나의 장비로 보고 성능계수를 계산하면 아래와 같습니다. 

현열 3988.8Kcal, 잠열 3474Kcal  합계 7462.8Kcal / 1232.8Kcal 

COP= 6.05입니다. (팬의 소비전력은 계산에서 제외하였습니다만 약 140W 정도 됩니다.)


토출구온도가 5.9도인 것은 에어컨 없이 실내를 냉방하기 위한 목적으로 인버터 히트펌프의 부하를 PI제어함으로 SA의 온도를 조절할 수 있습니다. (현재 설정온도는 6도입니다.) 

단편적이긴 하지만 국내의 고온다습한 환경에 제습로터가 적용된 로터리 타입의 전열교환기가 판형대비 유리하다는 것을 알 수 있습니다. 

많은 의견 부탁드립니다.  

사무실전력소비량.jpg

 

20220719_125236.jpg

Comments

3 내집마렵다 2022.07.19 16:42
안녕하세요
SA측에 증발기 설치시 실내측 배관 전체(분배기 2차 포함)를 단열배관으로 사용해야 하는 것인가요??
9 잡자재 2022.07.19 16:59
저희는 저희 사무실이어서 물이 떨어지면 닦는다는 마음가짐으로 스파이럴 배관에 단열 없이 사용 중입니다만 건조해서 결로가 생기지 않습니다.^^;
 주거시설에는  결로의 가능성 때문에 말씀하신 것처럼 배관 전체를 단열하거나 과냉각 후 리히팅을 해주어야 합니다.
 상기 내용은 제습로터가 적용된 로터리 타입의 전열교환기 냉방열교환효율이 많이 높구나 정도로 이해해주시면 될 것 같습니다.^^;
리히팅에 대한 내용은 안성 복사냉방 현장에 실측데이터가 나오는대로 올릴 예정입니다. ^^;
3 내집마렵다 2022.07.19 18:22
감사합니다.
이 실험은 증발기가 붙은 SA측 배관과 RA배관을 1대1로 연결하여 실내공기와의 혼합 없이 진행하신 것인가요..?
9 잡자재 2022.07.19 18:48
넵 SA에 증발기만 연결하여 냉각시킨 결과 입니다.
히트펌프가 리니어블해서 설정온도에 맞춰서 부하가 조절됩니다. 사진상의 전력소비량은 풀부하입니다. RA는 열교환 이후 EA로 배출됩니다.
3 내집마렵다 2022.07.19 19:09
오호~~ 그러하군요 이해가 되었습니다
성능 확실하네요
6 gklee 2022.07.19 22:42
이해하기가 쉽지않으나 결국엔 표준장비로서 표준주택에 기본적으로 포함될정도의 검증이 이루어지길 기대합니다. 디자인요구사항이 많아 표준주택과 연이 닿을 가능성은 낮아도 설비나 디테일은 꼭 참고하고싶네요
9 잡자재 2022.07.20 01:38
해당 전열교환기에 대한 검증은 이미 완료되어 표준주택에 기본사항으로 포함 되어있습니다.
 위에 내용은 보통의 에어컨이 전기를 1만큼 써서 3만큼의 일을하는대 전열교환기와 에어컨이 합쳐졌더니 전기를 1만큼 써서 6만큼의 일을 했다는 의미입니다. 설명이 부족하여 죄송합니다.
 별도의 쿨러 없이 5.9도의 차가운 바람이 나오는 것은 아닙니다 오해 없으시기 바랍니다.
6 gklee 2022.07.20 10:54
설명 감사합니다. 다음집을 지을때 꼭 참고하겠습니다. 그런데 이 제품 휴미컨과 같은 개념으로 보면 될까요. 먼저 알고있던것이 휴미컨이라..
9 잡자재 2022.07.20 11:36
아닙니다. 내부에 제습로터는 동일하지만 에어컨의 실내기와 실외기가 기계에 들어가 있는 타입이 아니라 실내기를 SA에 설치하고 실외기가 외부에 설치되는 타입입니다. 주거시설에는 리히팅이 필요하며 그에 관련된 자료는 실측 결과가 나오는대로 가을 정도에 오픈할 예정입니다.
G 정해갑 2022.07.20 14:51
잡자재님의 다음 주장에 대한 근거가 필요합니다.
국내의 고온다습한 환경에 제습로터가 적용된 로터리 타입의 전열교환기가 판형대비 유리하다는 것을 알 수 있습니다.

보통의 에어컨이 전기를 1만큼 써서 3만큼의 일을하는대 전열교환기와 에어컨이 합쳐졌더니 전기를 1만큼 써서 6만큼의 일을 했다는 의미입니다.

좋은 판형의 여름철  실효효율은 70~75% 정도 됩니다. 판형+에어컨 조합으로 위와 같이 대입하면 COP 6~7 정도로 계산될 것 같은데요.
9 잡자재 2022.07.20 15:56
안녕하세요. 정해갑님.
말씀하신대로 판형에 대한 실효효율도 당연히 올라갈 것입니다.
PHI상의 Zehnder사 Q450 ERV에 습도교환율은 71%로 기재되어 있으며 열교환효율은 83%로 기재되어 있습니다(기준풍량 345CMH) 
Komfovent사는 시뮬레이터를 제공하여 DOMEKT R450에 위와 같은 수치를 집어넣으면(기준 풍량 345CMH) 열교환효율 85.9%, 습도교환율 85.5%로 나옵니다.(믿을 수는 없습니다만 일단 그렇습니다.)
그리고 블라우버그 사의 판형 제품을 철원에 설치하여 43만원의 전기요금이 부과되었던 주택에서 컴포벤트사의 제품으로 교체 후 9만원의 요금이 나왔던 실례가 있습니다. 변인통제가 전혀 되지 않았으며 블라우버그 사의 제품보다 Zehnder사의 제품이 더 고효율의 제품임을 알기에 적절한 근거가 되지는 않겠습니다만 판형의 습도교환율이 환형 제품에 비해서 낮은 것은 사실이며 동절기에 프리히터가 꼭 필요한 것도 사실입니다. SPI를 따져봐야 겠지만 여름에 고온다습하고 겨울에 한랭건조한 국내 기후와 현열 대비 잠열부하의 비율이 높은 패시브주택의 특성상 제습로터가 적용된 로터리 타입의 제품이 유리하다고 생각됩니다. 딱 맞는 근거를 제시하지 못해 죄송하며 좋은 지적 감사합니다.
3 주안홍 2022.07.20 21:51
COP가 1보다 클 수 없는 열회수환기장치와 COP가 3정도하는 히트펌프가 결합했다고 갑자기 6이 넘는 건... 어떤 시점의 OA, RA, SA 온도와 일부 습도 데이터로 환산한 것 같은데 잠열이 과대계상된게 아닌가 싶네요... COP라는 단어를 쓰시면 오해가 있을 것 같습니다.
히트펌프와 ERV가 합쳐진 시스템이라면 OA, EA, room 온습도가 일정값으로 수렴해 steady-state일 때로 계산해야 하지 않을까요?

+ 그나저나 히트펌프와 ERV를 합치는건 매력적입니다.
9 잡자재 2022.07.21 08:49
안녕하세요. 주안홍님
잠열이 과대 계산되진 않았습니다. 500CMH에 33.6도 47%인(15.4g/kg) OA를 5.9도에 100프로인 5.75g/kg로 냉각하였을 때의 값입니다.
말씀하신대로 전열교환기의 성능을 COP로 표현하지는 않습니다만 Heat pump가 내장된 시스템의 경우에는 total COP로 표시를 합니다. 그리고 그런 복합제품의 COP는 대부분 6을 넘습니다. 아시다시피 히트펌프는 다 고만고만합니다. 이 글에서 보여드리고자 했던 것은 히트펌프가 아니라 냉방열교환효율이 높은 전열교환기입니다. ^^ 저도 챔버에서 실험하고 싶지만 아쉽게도 챔버가 없습니다. 그져 참고만 부탁드립니다.
4 HVAC 2022.08.01 15:26
실험 방식이 모호한 상태에서 로타리 타입이 판형보다 유리하다는 결론을 낸다는건 어불성설로 보입니다. 공학적인 있음이 주장이 되려면 주변 환경의 초기값과 각 출력값이 명백해야 합니다.
다만 시도하려는 방식이 실내의 배기를 냉동 사이클 (역카르노 사이클)의 응축 열교환기의 배기로 재생한다 (데시칸트 휠의 재생 열원으로 사용). 이 공기를 위 냉동 사이클의 증발 열교환기를 거친다란 의미로 보입니다.  흥미있는 사이클로 보입니다. 다만 냉동사이클만과 이 사이클을 거칠 경우의 에너지 분석은 좀더 치밀하게 제시되어야 할것으로 보입니다.
4 HVAC 2022.08.01 15:30
COP=출력/입력 이고 출력은 시스템의 원하는 목적의 일을 수행할 경우의 일로 표시됩니다. 히트펌프라고 total COP를 쓰는건 아닙니다. 이 시스템의 원하는 출력이 냉방이면 냉방일/입력 에너지. 난방이면 난방(kw)/입력(kw) 가 COP 입니다.