최적 배기 압력은 초임계 CO₂ 히트펌프 성능에 가장 중요한 영향을 미치는 요소입니다. 최적 배기 압력 존재 원인 및 영향 파라미터를 연구하고 각 파라미터가 최적 배기 압력에 미치는 영향 메커니즘을 밝히기 위해 전달 접점 이론을 기반으로 최적 배기 압력에 대한 이론적 분석을 수행하였습니다. AMESim 소프트웨어를 이용하여 가스 냉각기 내부의 전달 접점을 고려한 초임계 CO₂ 히트펌프 모델을 구축하여 시뮬레이션 계산을 수행하였으며, 급수 온도 10~40 ℃, 출수 온도 60~90 ℃, 주변 온도 -30~25 ℃의 넓은 운전 조건 범위 내에서 급수 온도, 출수 온도, 주변 온도 및 회열율이 히트펌프 시스템 최적 배기 압력에 미치는 영향을 정량적으로 연구하였습니다. 연구 결과에 따르면 급수 온도가 낮고 출수 온도가 낮으며 주변 온도가 낮을수록 전달 접점이 가스 냉각기 출구 쪽으로 이동하여 시스템의 최적 배기 압력이 감소하였으며, 동시에 회열 방식을 사용하면 전달 접점을 추가로 가스 냉각기 출구 쪽으로 밀어내어 최적 배기 압력을 감소시킬 수 있음을 확인하였습니다. 연구 결과 전달 접점 위치가 시스템 최적 배기 압력 값에 중요한 영향을 미치므로 전달 접점에 기반한 분석 및 설계 방법이 더욱 적용 가능성이 높으며, 히트펌프 난방, 차량 열 관리 등 CO₂ 히트펌프 시스템의 설계 및 성능 최적화를 위한 이론 및 공학적 기반을 제공할 수 있습니다.

초임계 CO₂ 히트펌프; 최적 배기 압력; 전달 접점; 회열율