experimental study on the performance of an inverter heat pump with a bypass orifice

11
Experimental study on the performance of an inverter heat pump with a bypass ori®ce Jongmin Choi a , Yongchan Kim a, *, Jongyeop Kim b a Department of Mechanical Engineering, Korea University, Seoul, South Korea b Samsung Electronics, Suwon, South Korea Received 15 September 1998; received in revised form 15 September 1999; accepted 17 March 2000 Abstract An economical, ®xed geometry, bypass ori®ce was invented to control more precisely the refrigerant ¯ow in an inverter heat pump system. Flow characteristics of the bypass ori®ce were investigated as a function of ori®ce geometry and operating conditions. Experimental results of bypass ori®ces were compared with those of capillary tubes. The bypass ori®ce showed the best ¯ow trend as a function of frequency: the ¯ow slope of the bypass ori®ce with respect to frequency was the highest among the ori®ce, capillary, and bypass ori®ce. The performance of an inverter heat pump with a bypass ori®ce and then a capillary tube was measured with a variation of frequency in the psychrometric calorimeter. It was observed that the performance of the inverter heat pump was enhanced with the application of the bypass ori®ce in the system instead of a capillary tube. The improvement of COP in an inverter heat pump with a bypass ori®ce versus the capillary tube was prevalent at the low frequency region. # 2001 Elsevier Science Ltd and IIR. All rights reserved. Keywords: Air conditioning; Heat pump; Compressor; Speed; Variation; Valve; Design ± optimization Etude expeÂrimentale sur la performance d'une pompe aÁ chaleur aÁ variation de vitesse munie d'un ori®ce de deÂrivation Re sume Les auteurs ontdeÂveloppe unori®ce de deÂrivation a®n de re Âgulerl'eÂcoulement du frigorigeÁne dans un syste Áme de pompe a Á chaleur a Á variation de vitesse. Les caracteÂristiques d'eÂcoulement de l'ori®ce de de Ârivation ont eÂte  eÂtudieÂes en fonction de la geÂomeÂtrie de l'ori®ce et des conditions de fonctionnement. On a compare les reÂsultats expeÂrimentaux avec ceux des capillaires. L'ori®ce de deÂrivation posseÁde le meilleur pro®l d'eÂcoulement en fonction de la fre Âquence : la courbe de l'e Âcoulement a Á travers l'ori®ce de deÂrivation en fonction de la fre Âquence eÂtait la meilleure des trois systeÁmes eÂtudies (ori®ce, capillaire et ori®ce de deÂrivation). Les performances d'une pompe a Á chaleur munie d'un ori®ce de deÂrivation puis d'un capillaire ont eÂte mesureÂes, avec variation de fre Âquence, par un calorime Átre psychromeÂtrique. On a constate  que la performance de la pompe a Á chaleur a Á variation de vitesse a eÂte  ame Âliore Âe lorsqu'on a utilise un ori®ce de de Ârivation au lieu d'un capillaire. L'ameÂlioration du COP d'une pompe a Á chaleur a Á variation de vitesse munie d'un ori®ce de deÂrivation au lieu d'un capillaire a eÂte  importante dans la reÂgion des basses vitesses. # 2001 Elsevier Science Ltd and IIR. All rights reserved. Mots cle Âs : Conditionnement d'air ; Pompe aÁ chaleur ; Compresseur ; Vitesse ; Variation ; DeÂtendeur ; Conception ± optimisation 0140-7007/01/$20.00 # 2001 Elsevier Science Ltd and IIR. All rights reserved. PII: S0140-7007(00)00033-5 International Journal of Refrigeration 24 (2001) 417±427 www.elsevier.com/locate/ijrefrig * Corresponding author. Tel.: +82-2-3290-3366; fax: +82-2-921-5439. E-mail address: [email protected] (Yongchan Kim).

Upload: jongmin-choi

Post on 02-Jul-2016

212 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Experimental study on the performance of an inverter heat pump with a bypass orifice

���������� � �� �� �� ���������� ��� ������� �� � �� ��� ����� ������

������� ���� � ������� ��� ��� �������� ��� �

���������� ��� ������ ������������ ���� ����������� ����� ��� ������������ ����������� ����� ��� ����

�������� ! "������� ##$% �������� �� ������� ���� ! "������� ###% ������ & '��� ()))

��������

*� ���������� ���� �������� ����� ������ �� ������� � ������ ���� ��������� �� ��������� +�� �� �

������� �� � �� �����, -��� ����������� �� �� ����� ������ ���� ��������� � � ����� �� ������ ��������� ������� ���������, ���������� ��� �� �� ����� ������� ���� ������� ��� ���� �� ������� ���, .������� ������ ������ �� ��� +�� ���� � � ����� �� ���/ ����0 �� +�� ����� �� �� ����� ������ ��� ������ ����/ ���� �� �� ������ ���� �� ������� �������� �� ����� ������, .�� ���������� �� � ������� �� � ��

��� ����� ������ �� ��� ������� �� �� ��� ��� ��� ������ �� ���/ ���� �� �� ���������������������, 1 �� �������� � �� ���������� �� �� ������� �� � �� �� ������� ��� �� �������� �� ������� ������ �� �� ����� ����� �� ������� ��, .�� ���������� �� �23 �� � ������� �� � �� ���

����� ������ ���� � �� ������� �� �� ������� �� ��� ���/ ���� ������, � ()) �������� "������ 4� �� 11�,*�� ����� ��������,

�������� *�� �����������% 5� � ��% ����������% "����% 6�����% 6���% 7����� 8 �����9���

� �� ����: ������� � � � ���������� �; �� ����� <���� � < ������ �� ������ � ��� �; � ������ �� ��: ������

� ���

��� ������� �� ���������� �� ����� �� ���������� ��� �� �������� � ���������� �� �������!�� ���� �� �����!�� �� ���� �!

� ����� �! �������� �� �������" ��� �������������#��� � ���������� �� � ����� �� ���������� �� ����� ���������� �� ����� ���� ���������� �� � ����� �� ��� �������� �� �����������" $� � ������� ��� ���������� �%�����������% ���� ���% ���

�����������" � ����� �� ���������� ����!�� �� �������� ���� � ���������� �� ����� �� �� ���#����� � �� ���&� ��� ���������� �! ������� � ����� �� ���������� �� ����� �� �� ���#����� ������ �� ��������� ��� ���� �����!��� ��������'������ ���������� �� ����� �� ����������(" ��� ���������� � ��� ���� �! � ����� ����� � �� ����� �� ���������� ����

� �� ���������� �� ����� ���������� ���� �������� �� ���#������ ��� �� �������!��� ���� �������#��" $� � �������� #�� ����������� �� �� ���� �! � ����� �! �������� �� ������� � ����� ���������� ���#� � � �������� �� ����� �� ���������� �� ����� �� ����������" � ����������� �� )$* � ��� ���� �! � ����� �! �������� �� ������� ����� � �� ����� �� ���������� �� ����

� �� ���������� � ����� ��������� ���� �� ������ ��� &����� ��������" � ()) �������� "������ 4� �� 11�, *�� ����� ��������,

��� ����� � ������������� �;�� % 3���� < ���� � % ��������� � % 6����� % 6����� % 7�: ���� � % ��������� 8 ���������

) =)>&))&?) ?@(),)) � ()) �������� "������ 4� �� 11�, *�� ����� ��������,

31 1 0 ") =)>&))&A)) B)))CC>!

1�������� �� ��� �� ����������� (= A()) B = &8=(&

���,��������,���?����?�D������

� ������������� ���, .��,0 E$(>(>C(#)>CCFF% ��0 E$(>(>#( >!=C#,

�+���� �������� �����G��H���,G���,�,G� A������� ���B,

Page 2: Experimental study on the performance of an inverter heat pump with a bypass orifice

� ������������

*� ������� �� � �� �G�� �� ����� � � ����>��� �� ���������� �������� ��� �� ����� ���> ���� �� �� ����� ��� ������ � �� � ������ ���

���9��� ���/ ���� ������ �� �� ����������, 1 ����������� ������ ������ �� ������ ���������������� ������ �� ������ �� �� ������ ����������

���� �� ����� ����� �� � �� I 8!J, 1� ����������� � ������� �� � ��� �� ��������� ������ �������� ���� ������ ��� � ���� I=8&J0 �� ������ ����� � �>��� AK47�B ����� ������ ����������� ��� ��������

��� ����� �� ����� ���������� ���������� ���>�������� �� ������ ��������� �� �� ����� ����� �������� �� �� 5�-�>��������� �� �������>

��� �� � �������� ������ � ���� ��� ������� ��� �� �������,.�� ������� ��� ����� �� � ���� ��� ������ ��

���� ������� �� ������ � �� ��� �� ����>������ �� ����� ������ ��� � �� �������� ������ �� ��������� �� � �� �� ����, 5������� �� ������� ������� �� � � ������� �� � �� ������ � ��

���������� � ������� � ���� � ����� �� ���>/ ������, 3��������� �������� �� � ������� ��� �� ����� ��� ������� �� �� ����� ���

�������� ��� ���/ ������ I$J,�������� � ������ �������� ������ �� ���� ������

������ � �� � �� ������, '�� �� �� ������ �

������� ������� ��� �� ������ ���� ��� ��� �� ������� ������ � ���� ��� ����� ����� �� � �� I#8 CJ, "����� ���������� ���� ��� ������������ ��

�������� ���G � ������� ��� ��� �� �����9��� �������� ������ I$8 CJ, 7� �G�� I =J ������� +������������ �� ��������� ��� �� �� � �� �� ����� ���� ������ ����� �� � ���� ��� ������� �� �� ��

� �� �����, -������� ����� �� ��� �� �� +�� ���� ��������� �� ��������� �� ������ �� ���� �� �������� ������������� � �� �������� �� �����

����� ��� �� �� ������, 5������� �� +������ ������ ����������� � �� � ����������� �� �� � �� ��

�������� �� ��������� �� �� +������ �����,1� ��� � ��� ����� ������ �������� ������ ������

�� �� � �� �� �������� �� ��������� �� ������

A����� �� ����� ������B I !J, .�� ���� ������������� �� ����� ������ ���� ��� ��� � � ����� ��������� ��������� �� ������ ������� �� �� ������>

���� �� � ��� �������� �������, .�� ��� �� ����������� ��� ���� ��� �� ������� �� �� ������� ������, .�� +�� ����� ��� ����� ������� ����������� ���� �� ��� �� �� �������9��� ���,

K��� �� �� ���������� ���� �� ��� ����� ���� �� ����� ������ �� ������� �� �� ���������� �� ���������� �� �� ����� �� ���������, .�� ������>

���� �� �� ������� �� � �� ��� �� ����� ������� � ����� �� �������� ���/ ���� �� ������� �� �� �� ����� ����� �� ������� ��,

�� ���������� ���� ��� ��� �������

*� ����� �� -��, � �� ���������� ��� � ����� ��� ����� �� ���� ����������� �� ����� ���>���� �� �������� � ���� ��� ��� ������ �� ��� ��

�� ������� ������� � �� � ������ � ������������������� �� �������� ����� ��, .�� ��� +���� �� �� ��������� ������� �� �� ������ �� ���>

������ �� ������ �� ������ ����� �� �� ��/ ��� ��, .�� ������ �� � �������� �� �� ���������������� �� �� ������ �� ��� ��� �� ���������� ��

����� �� �� �� ��� +�� �� ������ ��� �� ����� ���� �������� �� ��������, .�� �������� �� �� �� �� ������ �� �� �� ��� �� ��>��� �� �� �� ��� +�� �� �� �� ���?������

��� ��� �� �� ���������� �� ��������,-��, ( ����� �� �� ������ �� �� ����� ������, .��

����� ������ �������� �� �� ������ � �� �� �����

����������

,� ������ �����>������� ��) �������� ���L���� ��� ������ �/ ���

� ������ �������- ����� ���� ���������� ��������� ������ �������.,* ������9�� �������� ����� ��

�� ���������� ����� ������- ������� �� ����� ���� ���� ������ ��

����� ������

�� ��� +�� ��*� ������ ����� ��

*���� �������� ����� ��

*� �D ��� �������� ����� ��*� ����� ��/ �� � ���� ����� ��* � ����� ����� ��

��-) ������9�� � ��������/� ������ ����� ��/� ��/ �� � ���� ����� �� �� ��

����� + ��

/ � ����� �� �� ����� + ��� ��� �� ������ ������ � ����� ��

������

� �������� ������ �� ��/ ��

= $ 0" ) � �� ��" 1 2����������� 0����� 3���������� 45 '4667( 5789548

Page 3: Experimental study on the performance of an inverter heat pump with a bypass orifice

-��, , "������ ����� �� �� ����� ������ �� �� �,

:��" 7" �� ���� �� �� ���� �! � ����� ����� � �� ����� �� ����������"

-��, (, .�� ������ �� ����� ������,

:��" 4" ������ �! ����� �� � ����� �� ����������"

0" ) � �� ��" 1 2����������� 0����� 3���������� 45 '4667( 5789548 = #

Page 4: Experimental study on the performance of an inverter heat pump with a bypass orifice

���� �� +�� �������� �� �� �� ����� ����� �� �������� �� �� ������, *�� �� ���� ����� ����� ��������� � �� ����� ������ � �� ���� ������ ��� ���� �� ����������� ����� � � �������� ������ I#8 CJ,

* ������� ����� �� �� ���������� �� � �������� �� ������� �� � �� ��� �� ����� ������ ���� ������� �� �� ����� �� -��, C, 1 �� �������� ��

������ �� � ���� �����, .�� ����� �� ��� ����� �� ��� ���� ���� ��������� �� � �� ���>���� ��, .�� ����� �� �� �� � �� �� ��� ���

�� � �� +�� ������ ���� � ��>������ �����,.�� ��� � �� �� �� � �� ����� �� �� �� ��������� �� ���� �� � �� �� �� ������ �� ���� ���>

������ �������� �� �� �� +�� ������, '�� +�� ���� �� +����� ��� �� �� ������ �� �� ��� ��� ����� ���� �� ��M������ ����� �� ������ �� ���� ��� �� �� �� ��99��� ���� � ����� ��� ��99�� ��� ��>

��� ��� �� � ����� �� ��99��,.�� �� �� �� ���� ��� ������� �� � �� ���

��� ������� ����� �� = = N AC!!) G��?�B, 1 ���

������ ���� ����������, .�� ������ �� ���� ��� �����> �� �� �������� ��� ���� �� �� � ���� �� ���� �� = ����, .�� � ���� �� ��������

�� �������� �� �� �� �� � �� �� �� ���� ��(= ����, .�� ������� �� �� �� ����� ������ ����

��� � �� �������� �������, ��� ���� ��� ��������� � ���� � �������� *"5�*� "���� F I FJ �� *"5�*� "���� C& I &J,.�� ���������� �� �� ������� �� � �� ���� �>((

�� ��� ��� C=� !# �� &( 59 ��� �� *"5�*� ���������� OO*;; A������ ��������0 (&����� #,!������ ���� ��������0 C!����� (=����B, .�� ���� �

����� �� � ��� �� ����� ��� ��� �������������� �� ������������ ��������� �� �������� ���� � ���� �� ���� � �23 �� ������ ���

������ �� �� ��������� ����� �� ��� ���/ ����A!# 59B �� *"5�*� �� �������� OO*;;,��� ������ �� ������� � ��� �� ����������

��������� �� �� �������� � �� � ������,.��� ��������� �� �� ��� �� ������� �� ��������� ��� ��� ���� �, .�� ������� �� �� ����>��� ����� �� �23 ������ �� �� ������>�����

������ �� ���������� (,FP,

�� ������ ��� ����������

"���� �� ������� �� � �� �� ����� �� ��������

���� ���� �� ����� ������������� � � ������ ������ ��� �� ���� �� ���� ���� �� ��������� +��

-��, C, "������ ����� �� ������������ ���������,

:��" ;" �� ���� �� �������!��� ���� �������#��"

=() 0" ) � �� ��" 1 2����������� 0����� 3���������� 45 '4667( 5789548

Page 5: Experimental study on the performance of an inverter heat pump with a bypass orifice

��� ���� �� ��/ ���� � � ����� �� ���/ ���� �� ������������, ���� �� �� ������� �� �� ������� �

��� �� ��� ���������� �� ��� ���/ ����� �������� �� � �� ��� ������� �� �� �� ��� ��������� ����� ���������� ��� ��� �� �������/ ���� ������ ��� �� � �� ����� +�� ��

�������� ������, .��������� � ��������� �������������� ����� ����� ���� ������ �� ��� +�� ����� ����� �� ���/ ���� ������� � ������� ��

�� �� ����� �� ����� � ������ �� ���������� �� �������� �� � ��,-�� ����� ������� �� � ������� �� � �� ��

���/ ���� ������� ������ �� �������� ������ � ��� ��������� �������� ���� A��6B �� ���������������� ���� A.Q6B �� �� �� ���������, 5��������� �� � �� �� ���� ������� �� �� ��� �� ������ ��

����� �� �������� ������, .��������� �� �� ���>��� � ��� �� ����� ������ �� �������� �� ����������� ����� ������, .�� ����������� �� �� �������

�� � �� ��� ��� �� ����� ������ �� ������� �� ���� ��� ��� �� �������,�������� �� �23 �� �� ����� ��� ��� �������

�� ����� �� ��M���� ������ ��� �� ��� ������ �� ��� ���/ ���� A!#59B �� *"5�*� �� �����>��� OO*;;� �� ��� ������� �� ����� ������ �� ���

���������� ���� ��� �� �������, .�� ��� ����>��� �� �� ������ �� ,& �� �� ����� �� $)) ��,

;"7" :�� � ������������� � &����� �����

K��� �� �� ��� ��� �� �� �� ������� �� � ����� �� ��� ������� �� �� ���� ������� ���

������� ���� � ���������� ��� ���/ ���� �������� ��������� ��� �� ���� ������, -�� ��� ���/ ����

������ �� ������� �� � �� ������ �� ���� ����������� ���� �� ��� +�� �� �� ��/ ����������� �� ��������� �� ������� �� ����� �������� ��� �� ��� ������� ��, N����� ���

���� ���/ ���� ������ � ���������� �� ���� � ���>������� ���� �� ��� +�� �� �� �������� ����������� �� ������� �� ����� � ������� ���

�� ��� ������� ��, .��������� � ������� �� ���>������� �� �� ����� �� ���/ ���� ������� �� ������� ��� +�� �� �������� � � ����� �� ���/ ����

� � �� ����� �� � �� �� ������� ��,-��, = ����� �� ��� +�� �� ��� �� �� �����

������ � � ����� �� �� ����� A����������B ����>� �� ��� ��M���� ������� �� � ��������, *� �� �����

����� �� �������� ��� ����� ������ �� ������� ��������� �� ������ ����� �� ���� �� ����������� �� �� �� ������ ������� I$8 CJ, .�� ������

�������� �� �D�� ��� +�� �� ������ ��� �� ����� ������� �� �� ��� �������� �� ����� ���+�� �� ������ ��� �� �� ����� ����,

-��, ! ����� �� �M��� �� �� ���� � �������� �� ����� +�� ��, *� �� ����� �� � �������� ��������� �������� �� ������ ����� �� ���� �������� � �� ����>

�� ����� �� �� �� ������ �������� I$8 CJ, .�� ���������� � ������� �� �D�� ��� +�� ��� � �� ����������� �� ����� ��� +�� ��, .�� ������� �� ���D�� ��� +�� �� �� ����� �� �� ������� �� ��

����� ��� +�� �� � �� ���� � �������� ��������,.� �� �� �� +�� �� ��� �� ��� �� ����� �������������� ��� �� ������� �� �� ������ �� ���� � ��������,

.���

*�� ��� �� ������� �� �� �������

/�&���� 7

*�������� �� ��������� ��� ��������

"����� *�� ��� .������� - �� ���� '����

$����� ���� �����.����� �� �),(�� �),(�� 8 .������� ��� .>���3���� �� ���� ��� �),(P ��

� �� �����),(P ��� �� ����

C==& G3 '����0"�� �()F

'�� +�� ����A�������� ����B

�),(P ��� �� ����

�),(P ��� �� ����

! G�?��� '����0'���� '����7) (">"">())

*��� ������� ����������.����� �� �),)!��

�� ��

�)�(�� � )� !��8 �.7A3 )) �B

*��������� ����� �� �), !P ��� �� ����

�), !P ��� �� ����

) G3 '����0�R1 .3>F))

7�M������ ����� �� �),=P ��� �� ����

�),=P ��� �� ����

$) �� 5(2 '����0������ � !

3���� ���� �),) P ��� �� ����

�),!P ��������

() GN '����0��G��� N. )C)

��������� ����� �),! � 8 = G� '����0*S7 53>=)�

7 �/ ������ �� 8 8 8 '����07* )) ��G���

0" ) � �� ��" 1 2����������� 0����� 3���������� 45 '4667( 5789548 =(

Page 6: Experimental study on the performance of an inverter heat pump with a bypass orifice

-��, F ����� �� �M��� �� ��������A��������B����� �� �� �� ��� +�� �� ��� ���� ��M����

����� ����� ���, -�� �� �������� ����� �� ������� ��/ �� � ���� ����� �� ������������� � �� ����� ����� ��� �� ��� +�� �� ����� ���>

����� ���������� �� �� �������� ����� ��, ���G��+�� �� �������� �� �� ����� ������ �� ���� ��������� ������� � � �� ������� ��� �� �����

������� I#J,-��, & ����� �� �M��� �� ����� ���� ������� �� ��

��� +�� �� ��� ���� ��M���� ����� ����� ���, *��� ������� �� �� ����� ���� ����� ���� �� ��� ��

�� ����� ������� �� ������ ����� �� �� �� ����������� �������� I$8 CJ, .��������� �� ����� �� ������ �� �� ����� ���� �������� � �� ������ �� ��

����� ���� �� ����� � �� ��� �� �� ����� ������, *� ��� �� �� ��� +�� �� ��� �� �� ����� ������������, .�� ����� �� �� ��� +�� �� �� �� �����

������ ��� ������ �� ���/ ���� �� �� ����� �������� �� ������ �� �� ����� ����,-��, $ ����� �� �M��� �� ���/ ���� �� ��� +��

�� ��� �� ������� ��� ����� ������� �� �����

������, .�� � ��� �� ������� �� �� ������ �� ���9��� �� ������� +�� ����� I$J, .�� ����� ���� ����� ��� � ���� ������������, .�� �������

-��, !, -��� ���������� �� ����� � �������� ��� ��

����� ������ ��� �T ! ��� ���T ,C$ ��� �� T),#( ���

�-T&,#( ��� �� �-T),!F ��,

:��" <" ��������� �� ����� �� ���+������������� �� ����

��� � ����� �� ��������� �! �=7< ��� ���=7�;> ��� ���=

6�?4 ��� �-=8�?4 ��� �� �-=6�<@ ��"

-��, =, -��� ���������� �� ����� ����� �� ��� �� �����

������ ��� �T ! ��� ���T ,C$ ��� �� T),#( ���

�-T&,#( ��� �� �-T),!F ��,

:��" 5" ��������� �� ����� �� �� ������� �� ���� ���

� ����� �� ��������� �! �=7< ��� ���=7�;> ��� ���=

6�?4 ��� �-=8�?4 ��� �� �-=6�<@ ��" -��, F, -��� ���������� �� �������� ����� �� ��� ��

����� ������ ��� �T ! ��� ���T ,C$ ��� �� T),#( ���

�-T&,#( ��� �� �-T),!F ��,

:��" @" ��������� �� ����� �� �� ������� �� ���� ��� � �����

�� ��������� �! �=7< ��� ���=7�;> ��� ���=6�?4 ��

�-=8�?4 ��� �� �-=6�<@ ��"

-��, &, -��� ���������� �� ����� ���� ������� ��� �����

������ ��� �T ! ��� ���T ,C$� �� T),#( ��� �-T&,#(

��� �� �-T),!F ��,

:��" 8" ��������� �� ����� �� � ����������� �� � ����� �!

�=7< ��� ���=7�;> ��� ���=6�?4 �� �-=8�?4 ��� ��

�-=6�<@ ��"

=(( 0" ) � �� ��" 1 2����������� 0����� 3���������� 45 '4667( 5789548

Page 7: Experimental study on the performance of an inverter heat pump with a bypass orifice

��������� ��� ���/ ���� ���� ������� ���� �� ����� �� �� �� ���������� �� �� �� ������� �� � ����� �� ������� ��,

N��� �� ��� +�� �� �� ��� ���/ ���� ����������� �� ��� �� �� �� �������� ������� � ��������� ��������� ����� �� ����� �� ��� +�� �� ��� ��

����� ������ � � ����� �� ���/ ���� �� ������� � �� �� ����� ������ �� �� ������� ��,.�� ��� +�� �� �� �� ������� �� ������� �����>

��� I#J ������������� � �� ���� ����� �� �� � �����>���� � �������� ���������� ��� ������ � � ���������� �� ����� ������ I$8 CJ, .��������� �� ����� �� ����� +�� �� �� �� ����� ������ � � �� ���/ ����

�� ����� �� � �� �� ������� ��,.�� ��� +�� �� �� �� ����� ������ � � �����

�� �� ���� ����� �� �� � �������� �� ������ � �

�� �� ����� ������, 5������� �� ����� ������ �� ����� ����� �� �� ��� ���� �� ����� ���� +����������, 1� �� ������ ����� �� �� �� ����� ������ ��

��������� �� +�� �� ��� �� ����� ���� ��������� � � �� ������, -���� �� ����� �� �� ���� �� ������� ���� �� ����� ��� �� ������ ����� �� �� ������� ������ ��������, "������ �� ������ �� � �����>

��� �� ���� �� �� ����� ���� �������� ��� �� ��+����� ���� ����� � �� ��� �� �� ����� ������,.�������� �� ��� +�� �� �� �� ����� ������ ��

��� M���� �� �� ������ �� +����� ���� �� ����>�� ����� ��,

;"4" ���� A� ���� � &����� �����

.�� ��� +�� ����� �� �� ����� ������ �� �����>

���� � ������ �� ��� +�� �� ����� +�� �����>���� �� ������ �������, .��� ����� �� ������������� �� �� ���� �� *��� �� 7����G�;� ����� I#J�� ���;� ����� I )J,

.�� ������>���� ������ �/ ��� ������� ���� ������� �� �� ������ ���������� �/ ���� �� ����� �������� I#� )J�

��� � ),�

��������������������������������������������������������(����* � *�� ���� � �=�

����

����� � �� �� ��� �� ������ ������ � ����� ��

������,.�� �� ������� ������ ��� ��� �� ���������

�/ ���� ������ �� �� ����� ������ ����� � � ��

������� �� �� �������� � �� ����� ������, -��, #����� �� ������ ��� �� ������� ��� �� ����� ���>���, "���� �� �M�� �� �� �������� ����� �� �� ��

��� +�� �� �� ���������� �� �� ���G��� ������������ �� ���� � ���� �� �� �������� �� ����� �� ������ ����� �� � ���� �� ���� �� �� ���G���

����, 1� �� ����� ������ �������� ����� �� ������� �� � ���� ����� �� ������������� � �� ��������� ��� �� ������ ����� �� �� �� ����� ������ ����� ����� �� � ���� ����� ��, 7����� �� ����� ��

�� ���� ������ ����� ����� �� �� � ��������� �� +�� �� ��� ������ �� �� �� � ������� ��/ ����� �� �� ��>����� ������ ��, 1� �� ������

��/ �� ��� �� ����� �� ����� �� �� ����� � � ��� ����������� �� �� ����� ����� �� ��� ������� �� ���� ���� ���� �� +�� ��������, .����� ��

�� �� ��� ������ ��� �� ����� �� -��, # �� ���������� �� ������ ������ �� ��/ �� �� ��� �����>����� ��� �� ���� �� �� ��������, .��������� ��

�� ������ �� �������������� +�� �� ��������������� ���� ������,1� ����� � ����� +�� ����������� �� ���������

�� �� +��� �� ��������� �/ ��� �� ������� �

�������, .�� ��� �� �= �� �������� �� �/, A B ��� ��� �� ����� ������ ������ ), C �� ), !, .�� ������������ �� �� ���� , 1� ����� � ����� �� ����>

���� ����� �� �� �� ������ ��� ��� ������������� �� *���� �� ������� ��� *� ����� �� ������� �� ������ ��������, *� �� �������� ��

������������� �������� ����� ���� � ������ �� ��������� ��� ���� � ��������� �������� ����� �� ������ ������ �� �� ����� ������, .�� ���L����� ����� ��� �� �� +�� ����� ���� ��������� �� ���>

����� ���������� ��� �� ���������� �, .�� �� ��� �� ���L����� �� *� �� ����� �� .��� (,

��� � ,�

��������������������������������(�����* � *� �

� ���* �*����� � �(�*�*���C ������� ��=��-)�!

� �F�*�*���& � �$��B*��#������� �� � � )�.,*���

����� "UK�TA/��/ �B?/�

�6*3TA*��*����B?*�

.�� ���� � ��M������ ������ �� ��� ��� ��� �� �����;� ��������� �� ����� �!P �����,

.�� �������� �� �� +�� ����� �� ������ ������ ���� �� �� �� ���� �� �� ���������� � ������ �� .��� C,

-��, $, ��������� �� +�� ���������� �� ���/ ����,

:��" >" ��������� �� ����� �� �� ���#�����"

0" ) � �� ��" 1 2����������� 0����� 3���������� 45 '4667( 5789548 =(C

Page 8: Experimental study on the performance of an inverter heat pump with a bypass orifice

;";" ,��������� � &����� ����� � � � ������

K��� �� �� ��� �� �� �������9��� ��� ������������ ���� �� ���� � ����� ������ ��� ���� � �� �� �������, .��� = ����� �� ��� �� �� ������������ �� �� �� ������� �� � �� ��� ��

������� �� �� �� ����� ������, .�� ���� �������� �� ��� ���/ ���� �� ��������� ���������� �� ���������� �� �� ������� �� � ��

��� ������ �� ������� �� �����, .�� ������>���� ��� �� ���� � ������� �� �� �� �� ��>�� � ���������� ��� ���/ ���� �����,

��������� �� ����� ������ � �� ������� ��� ��� �� �������� ����� �� ������� �������� �����/ ���� �� C= 59� � �� ���������� ����� ��� � ���>

�� �� � �������� �������� ������� � ���� �� ����� ������� �� ��������� A-���, ) �� B, .����������� +�� �� �� �� ����� ��� �� ����� ���>

��� �� ���� �� � �� �� ��� ������� �� ������/ ���� ����� A-��, (B, 5������� �� ������ ��M��>���� ������ �� ���� �� � �� �� �� ��������������� ��� �� �� �� ������� �� ���� � �������� ��

� �����, *� ��� �� �� ������� ����� �� �� ���>�� ��� �� ����� ������ �� ������� ������� ��� ����� ���9��� �� ��� ������� �� ���

-��, #, ������ ��� �� �� �� +�� �����,

:��" ?" C�� �� ����D �� �� ���&�� �� ���!�� � ����������"

.��� (

���L����� �� ��������� ����� �� �� +�� �����

/�&���� 4

)�E������ ��� ������� �� �������� ���� �� ���!�� � ������+

����

�/ ���� ���L����� 5�-�>((

�/, A(B � ),)(&)F

�( ,C!(C&

�C �),F$C!$

�= , &=C#

�! ,C F C

�F ), ==

�& �),C)==

�$ ),F&&&#

�# ),)$(#

� ) ),)=$)!

*� =#&C,$ G3

/� CF#,C �

�� ,(#F) ) )

.��� C

4������ �� �� �������� �� �� +�� �����

/�&���� ;

������ � ���������� �� ���!�� � ����������

5�-�>(( 3����� '���� � '��� �

R�������� 4���� ! A��B ����

1��� ������ ,CC A��B ,=C A��B

7K ),! A��B ����

4K $ A��B ����

.������ ���� � ����

2������

���������

* � F=! AG3B #FC AG3B

*���� F)) AG3B #)) AG3B

" �������� �� C,#��

=(= 0" ) � �� ��" 1 2����������� 0����� 3���������� 45 '4667( 5789548

Page 9: Experimental study on the performance of an inverter heat pump with a bypass orifice

���/ ���� �����, N��� �� ����� ������ �� ���������� �� ������� �� �� ���/ ���� �� C= 59� ������� ���� ����� �� �� ����� �������� ���� #F#,CN � #CC,C N �� C,&P �� ������� ����� ��������

���� (!!#, N � (F!#,# N �� C,#P, "���� �� ������� �� �� �� ��� � ����� ���� ���� �� +�� ������ ��� +�� �� ��� ���/ ���� ����� �� ��

�D ��� � �� ��/ ���� �� �, R�������� ��� ���>/ ���� ������ ����� +�� �� �� ��/ ����, �����>/ ����� �� �23 �� �� ����� ��� �� ����� ������

�� ������� �� &,#P A-���, C �� =B,*� �� ���/ ���� �� �������� ���� ��� � �����

������� ����� �� ����� ���� ����� �� �� �������

�� � �� �������� ����� �� �23 �������� �� ������� �� ���� � �� ��� ������� ��� A-���, C �� =B, "���� �� ���������� ����� ��� ������ �� � ������� ��������� +�� �� �������� � ���/ ���� ���������

����� ���� ����� �� �� ���������� ��������, .��������� ����� ��� �������� ��� �� �� �� ��������� ��������� +�� �� �� ������ ��M������ �����

.��� =

��������� �� ���������� �� � ������� �� � �� ���

������� �� �� ����� ������

/�&���� 5

)�������� �� �� ��������� � ��� ���� �! � ����� �! �������

�����&�� ���� � �� ���������� �� � �� ����� �� ����������

-��/ ���� A59B

C= !# &(

)������� 'F(2��� � ������� (& F,# C#F#,$ =!!(,$������� A���B (!!#, C#F#,$ =C!!,(K���� ������ (F!#,# C#($,C =C ),#

*���'F(2��� � ������� #=),F !($,C #C=,F������� A���B #F#,= !($,C $#$,#K���� ������ #CC,C =#(,= $!$,!

)$*2��� � ������� (,$# (,!# (,C!������� A���B (,F= (,!# (,(#K���� ������ (,$! (,FC (,C(

-��, ), 6����� �� ���������� �� �������� ����� �� �

� ����� �� ���/ ����,

:��" 76" .������� ��� �������� �� ���������� �� � ����������

�� ����� �� �� ���#�����"

-��, , " ����� �� � �������� � � ����� �� ���/ ����,

:��" 77" ���� ��G� �� ���+������������� �� ����� �� ��

���#�����"

-��, (, 6����� �� ��� +�� �� � � ����� �� ���/ ����,

:��" 74" .������� �� A�% �����#�� �� ����� �� �� ���#�����"

-��, C, 6����� �� ����� �� ����� ��� � � ����� ��

���/ ����,

:��" 7;" .������� �� �� ��������� �� �� �� ��������� � ��������

�� ����� �� �� ���#�����"

0" ) � �� ��" 1 2����������� 0����� 3���������� 45 '4667( 5789548 =(!

Page 10: Experimental study on the performance of an inverter heat pump with a bypass orifice

�� �������, 5������� �� ������� �� ����� ���>� ����� ��� ���� �� ���/ ���� �� ����� �� ��������� �� ������� �����, *� ��� �� �� �23 ����>

��� ��� � ������� �� ���/ ����,*� �� ��� � �� ������� �� ����� ������ � ��

������� �� � ��� �� ���������� �� �� �����

�������� �� ���/ ������ ������� � �� ��� ��������� �� ������� ��, ���������� �� ����� ���>������� ������� ����������� ��� ���/ ����

�����, "���� �� ������� �� � �� ��� �� ������ ����� � �� � ���� �� ������ ����� �� ��� ���>/ ���� �� ��� ���/ ���� ������ �� "��� �� ������� ���� �� �������� �� ������� ����� ������

��� � ������� �� � ��,

�� �����������

1� �� ������ � ��� ����� ������ �� �������� ���

�� �������� ��� � ������� �� � �� �� ����������� ����� ������, .�� ����������� �� �� ����������� ���� ��� ���� �� �� +�� ����� �� �����>����, .�� ����������� �� �� �� � �� ��� ��� ��

����� ������ �� �� ������� �� ���� ��� ��� ���������, *� ��� �� �� ��������� ����� ����� �����������,

N��� �� ��� +�� �� �� �� ����� ������ ��������� � � �� �� ������� �� �� ����� ������ �� ��� ���/ ����� �� ����� ������ ������ �����

��� +�� �� ��� ���/ ���� ����� � � � �������� �� +�� �������� ����� � �� ������ ���+�� �� ���� ���/ ���� ����� � � � ������� ��

+�� �������� ������� � � �� �� ������� ���� �� ����� ������, K��� �� �� ��� �� �� +���������9��� ���� ����>�������� +�� ����� ����������� � ������ �� ��� +�� �� �� ����� ���>

���� ��� ����� ��������� �� ������ �������, .������ � ��M������ ������ �� ��� ��� � �� �������;� ��������� �� ����� �!P, .�� ����������

�� �� �23 �� ������� �� ����� ������ ��� ��������� �� � �� �� ���������� $P ��� ���>/ ���� ����� ������� � �� ����� ������� �� ���������� ��,

�������������

.��� ���G �� � ������ �� �� ���� ������ '�>����� ���������,

� ����

I J ���� �'� ��� ��� ��� ��� K� �7, ���������� � ��

�� �� ���������� ����������� �� � ������� ��

� �� ��� ������ �� ������� ��, 1�0 3����������

�� �� "*��� *�� � N���� ����������� ##F, �, ((&8

(CC,

I(J K����� �, 5� � �� ����G0 ���� �� ��������� ��

���� �� ��������� �� ������ ������ ��� ��������

�������, *"5�*� �� ��� #$(0(C8#,

ICJ 4����9�� R, 5� � ��� V ����� �� �����������

��������W *� �������� �� ������, 1�������� � �� ������>

����� #$F%#0 )!8 )&,

I=J .��� "*� '�/ �� ��� N����� 7�, ��������� ��

�� ���������� �� ����� ��������� �� ����������

��?�M ��������� �� � ���, *������ ������ #$C%

=0(= 8!F,

I!J "���� .� *�� *� 2� �� �� 5�� -, *�� � ������>

����� �M�� �� �����>��� ��� �� ���������� �/ ��>

��� ��� ������� ������ ������ ����������, *"5�*�

.��� #$!%# A3� (KB0 !F#8$=,

IFJ 5���� '� S��� ", 7��������� �� ������ ������� ��

�����������, ����������� ##(%F&A&&(B0! 8&,

I&J 2G�� �� .� '� .� ����� 5� " �� �� ���

���� ���������� ��� ��>���������� ��� ������� ���>

��, 1�0 3��������� �� �� ##) 1�������� ����������

����������� ���������� 3 �� �� ##), �, != 8!=&,

I$J ��� ��� ���� �', ��������� �� �� ����������� ��

������� �� ��� ���� �� � ���� �� ������, 1�0 3��>

�������� �� �� "*��� *�� � " ���� �����������

##!, �, (=(8&,

I#J *��� **� 7����G� 3*, *� ���������� ����������

�� �������� �� �� +�� �� �� ��������� (( ��� ��

�� ���� �� ��������, *"5�*� .�������� #$#%

#FA B0&(#8=(,

I )J ��� �, .��>���� +�� �� 5�-�>(( �� 5-�> C=

��� �� ���� �� �������, 3�7 ���������� .��� *X'

U��������� ##C,

I J ��� �� 2;S�� 74, .��>���� +�� �� �>(( ��� ��

����> �� �������, *"5�*� .�������� 6�� ##=%

))A B0C(C8C=,

I (J ��� �� 2;S�� 74� � � Q, .��>���� +�� �� 5-�>

C= �� �-�> ( ��� �� ����> �� �������, *"5�*�

.�������� 6�� ##=% ))A(B0!$(8# ,

I CJ ��� �� 2;S�� 74, * ��������� �� ������ +�� ������

��� ������� ��>���� +�� �� 5�-�(( �� 5-� C=

��� �� ���� �� �������, 1� � �� ����������� ##!%

$A&B0==&8!!,

-��, =, 6����� �� �23 � � ����� �� ���/ ����,

:��" 75" .������� �� )$* �� ����� �� �� ���#�����"

=(F 0" ) � �� ��" 1 2����������� 0����� 3���������� 45 '4667( 5789548

Page 11: Experimental study on the performance of an inverter heat pump with a bypass orifice

I =J 7� �G��, U���� "�� 3��� ���, !)C$!&#� !)$)($F�

! C=$F)� ##(,

I !J ��� ��� ��� �, U���� "�� 3��� ��, !$F(F&F�

###,

I FJ *"5�*�, '���� �� ����� ��� ������ �L������ ��

���� ��>����������� �� �� � ���� *"5�*� "�>

��� *S"1?*"5�*� F> #$C� #$C,

I &J *"5�*�, '���� �� ����� ��� ���� ���� ��>���>

�������� �� �� � �� �/ �����, *"5�*� ".*S>

7*�7 C&> #$$� #$$,

0" ) � �� ��" 1 2����������� 0����� 3���������� 45 '4667( 5789548 =(&