히트펌프 기술을 통해 생산/생활 환경에서 발생하는 저급 폐열을 고품질로 개선 및 효율화하는 것은 광범위한 응용 가능성을 가지고 있다. 그중 비공비 혼합물은 히트펌프 순환 열교환 과정에서 온도 매칭을 실현하여 폐열 자원의 심층 활용을 가능하게 한다. 수원 히트펌프 온수 실험대에서 대미끄럼 온도를 기반으로 CO₂/R1234yf, CO₂/R290, CO₂/R600a 및 CO₂/R32 비공비 혼합물에 대한 실험 분석을 수행하였으며, R290 혼합물을 대조군으로 사용하여 증발기와 응축기가 동시에 큰 온도차를 충족하는 경우의 히트펌프 성능을 연구하였다. 결과에 따르면 비공비 혼합물의 주입량은 주로 순환 과냉도에 영향을 미치며, 이는 시스템 COP에 영향을 준다. CO₂/R1234yf 질량 비율이 15%/85%일 때 순환에 최적의 충전량이 존재하며, 실험 조건(열원 유입수 온도 25 ℃, 출수 온도 5 ℃; 열방출 유입수 온도 15 ℃, 출수 온도 45 ℃)에서 최적 주입량에 해당하는 COP는 7.66이다. 동시에 실험 조건에서 단일 혼합물 R290과 비교하여 CO₂/R290 혼합물은 최적 COP를 75.2% 향상시켰으며, 이에 따른 q_v(단위부피 열량)은 107.7% 향상되었다; CO₂/R1234yf 혼합물은 최적 COP를 27.7% 향상시켰으며, q_v는 92.0% 증가하였다; CO₂/R32 혼합물은 최적 COP를 15.0% 향상시켰고, CO₂/R600a 혼합물은 최적 COP를 단지 1.7% 향상시켜 응용 가능성이 낮다.

히트펌프; 폐열 회수; 비공비 혼합물; 미끄럼 온도