본 논문에서는 CO2 초임계 자동차용 히트펌프 공조 시스템을 개발하였으며, 이 시스템은 CO2 자동차용 전동 압축기, 마이크로채널 열교환기, 전자 팽창 밸브 등 주요 부품을 사용하여 CO2 자동차용 히트펌프 시스템의 고압 및 높은 배기 온도라는 기술적 도전을 극복하였다. 실험을 통해 시스템 충전량이 CO2 자동차용 히트펌프 공조 시스템의 성능, 순환 특성 및 팽창 밸브 개도에 미치는 영향을 연구하였다. 히트펌프 모드에서 실내 열교환기를 직렬로 연결하여 고압측의 열교환 능력을 향상시키는 방법을 제안하고, 이 방법이 자동차용 히트펌프 공조 시스템 성능 향상에 미치는 영향을 실험적으로 검증하였다. 결과는 단일 공기 냉각기와 비교하여 직렬 공기 냉각기를 사용하는 자동차용 히트펌프 공조 시스템의 난방량과 COPh가 각각 17%~31% 및 20%~33% 향상되었으며, −20 ℃ 신선 공기 환경에서 출풍 온도는 40.4 ℃에 도달하고 COPh는 1.8임을 보여주었다. 따라서 이 시스템은 전기차가 저온 환경에서 탑승자 쾌적성과 차량 전체 부하 요구를 충족시킬 수 있으며, 난방 에너지 효율성이 크게 향상되었다.

자동차용 히트펌프;난방 성능 테스트;CO2 냉매;초임계 사이클;전기차