본 논문은 비공비 기체를 사용하는 기계적 과냉 각 임계 CO2 히트펌프 난방 시스템을 제안하고, 시스템 열역학 모델을 구축하여 순수 기체를 사용하는 기계적 과냉 각 임계 CO2 히트펌프 시스템과 비교하였다. 결과에 따르면: 환경 온도 -12 ℃, 사용자 공급/회수수 온도 65/40 ℃ 조건에서, 큰 온도 슬립을 가진 비공비 기체 R1234ze(E)/R601(60/40)를 사용할 경우 시스템 COP는 2.45에 달하며, 순수 기체 대비 최대 13.82% 향상되었다. 비공비 기체 사용은 시스템 배기압을 효과적으로 낮추고 큰 과냉도를 얻어 팽창 불가역 손실을 줄인다. R290/R601(70/30)를 사용할 경우 최적 배기압은 27.85% 낮출 수 있다. 비공비 기체 사용은 과냉 과정의 온도 매칭을 효과적으로 개선하며, R1234ze(E)/R601(60/40)를 사용할 때 시스템 효율은 순수 기체 대비 최대 14.09% 향상된다. 큰 온도 슬립과 합리적인 온엔탈피 곡선 오목성은 기계 과냉 CO2 히트펌프 시스템 비공비 기체 선택의 두 가지 중요한 원칙이며, R1234ze(E)/R601(60/40) 사용을 추천한다.

난방;히트펌프;기계적 과냉;온도 매칭;비공비 기체;CO2