본 논문에서는 R22 저온 히트펌프 시스템에서 R290의 대체 성능을 실험적으로 연구하였다. 다양한 운전 조건에서 두 시스템의 성능 차이를 비교한 결과, 원래 시스템에서 R22를 제거하고 R290를 충전할 경우 시스템의 열교환량과 COP가 모두 감소하며, 저온 환경에서 R290 시스템의 압축기 배기 온도와 배기 압력이 원래 R22 시스템보다 높다는 것을 발견했다. 시스템 부품 분석 결과, 이러한 현상의 주요 원인은 R22 시스템 압축기의 배기량이 너무 크고 R290 시스템과 맞지 않기 때문임을 알 수 있었다. 따라서 시스템의 안전 요구 사항을 충족시키고 저온 히트펌프 시스템에서 R290의 전체 성능을 향상시키기 위해 R290에 더 적합한 배기량이 작은 압축기로 교체하는 것을 고려하였다. 실험 결과, R290 저온 히트펌프 시스템 압축기 배기량 최적화가 배기 온도와 압력을 효과적으로 낮추고 시스템 전체 성능을 향상시킬 수 있음을 보여주었으며, 최적화된 압축기를 적용한 R290 저온 히트펌프 시스템의 COP는 원래 R22 시스템 대비 6.5% 증가하였고, 저온 환경에서 배기 온도는 36% 감소하여 80 ℃ 이하로 떨어졌다.

히트펌프; 압축기; 냉매 대체; R290