Experimental and Energy Performance Analysis of a Rotational Type Direct Evaporative Cooler to Improve Performance of Air-source Heat Pumps

Sang-Hwan Park; Beom-Jun Kim; Jae-Weon Jeong

doi:10.22696/jkiaebs.20240019

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Research Article

Journal of Korean Institute of Architectural Sustainable Environment and Building Systems. 30 June 2024. 226-237
https://doi.org/10.22696/jkiaebs.20240019

Experimental and Energy Performance Analysis of a Rotational Type Direct Evaporative Cooler to Improve Performance of Air-source Heat Pumps

공기열원 히트펌프의 성능 향상을 위한 회전형 직접식 증발 냉각기의 실험 및 에너지 소비량 분석

Sang-Hwan Park¹

Beom-Jun Kim²

Jae-Weon Jeong³^*

박 상환¹

김 범준²

정 재원³^*

¹M.S. Student, Department of Architectural Engineering, Hanyang University, Seoul, Korea

²Ph.D. Candidate, Department of Architectural Engineering, Hanyang University, Seoul, Korea

³Professor, Department of Architectural Engineering, Hanyang University, Seoul, Korea

¹한양대학교 건축공학과 석사과정

²한양대학교 건축공학과 박사과정

³한양대학교 건축공학부 정교수

^{*Corresponding Author}

License (open-access, https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/):

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

ABSTRACT

This study developed a novel rotational direct evaporative cooler and experimentally evaluated cooling performance. In the rotational direct evaporative cooler, the air is cooled by rotating media and the media is wetted in the sump without water spray. The developed system is tested in various air conditions to investigate the evaporative cooling performance of the proposed system. The results showed that evaporative cooling efficiency of the rotational direct evaporative cooler was 40–53% based on the water temperature. The comparison analysis was conducted for water and energy consumption with reference direct evaporative cooling system, and the proposed system uses less water and energy than the reference system. An energy consumption analysis was conducted for heat pump application, and 16.2% of energy savings was shown in the proposed system compared to a conventional heat pump air conditioning system.

Keywords

직접식 증발 냉각

공기열원 히트펌프

증발식 응축기

성능 계수

에너지 절감

키워드

Direct evaporative cooler

Air-source heat pump

Evaporative condenser

Coefficient of performance

Energy saving

MAIN

서 론
시스템 개요
실험 개요
실험 장치 및 측정 장비
실험 방법
증발 냉각 효율
실험 결과
결과 및 분석
토 의
히트펌프 적용 에너지 성능 분석
에너지 분석 결과
결 론

서 론

IEA의 2018년 보고서(IEA, 2018)에 따르면 현재 냉방 전력 소비는 전 세계 건물 전력 소비의 20%이며, 전 세계 전력 소모량의 10%를 차지한다. 현대 도시에서 실내 냉방을 담당하는 주요 설비는 히트펌프 시스템으로, 특히 도심지역에서는 공기열원 히트펌프가 가장 많이 설치되고 있는 추세이다(EHPA, 2022). 히트펌프 시스템의 보급이 점점 증가함에 따라 냉방 전력은 가장 가파르게 증가하는 전력 수요 요소 중 하나이다. 한편, 공기열원 히트펌프는 외기 온도가 낮을수록 에너지 효율이 상승한다. 최근 세계적인 고온현상이 지속됨에 따라 직접식 증발 냉각기와 응축기를 결합하는 증발식 응축기를 사용하여 공기열원 히트펌프의 냉방 효율을 개선하는 연구가 진행되고 있다(Wang et al., 2014; Kim et al., 2020).

Martínez et al. (2016)은 응축기로 유입되는 외기 온도를 낮추기 위한 증발 냉각 패드의 두께 변화에 따른 냉각 효율 변화와 압축기 전력 소비 변화를 실험하였고, 증발 냉각 패드의 최적 두께를 분석하였다. Yang et al. (2021)은 다양한 외기 온도 조건에서 물 분사 노즐로 물을 응축기에 분사하여 증발 냉각이 히트펌프의 냉각 용량, 에너지 소비, COP에 미치는 영향을 분석하였다. Bishoyi and Sudhakar (2017)은 인도 기후에서 직접식 증발 냉각기의 냉각 성능을 분석하였다. Ketwong et al. (2021)은 다양한 기후에서 직접식 증발 냉각기의 성능에 영향을 미치는 변수를 분석하였다. Tejero-González and Franco-Salas (2021)은 다양한 직접식 증발 냉각기 연구에 대하여 검토를 수행하였다.

하지만 기존의 직접식 증발 냉각기는 지속적인 증발을 위해 노즐에서 물을 연속적으로 분사해야 하므로 지속적인 펌프 에너지 소비 및 물 사용량이 증가하는 문제가 있다. 또한, 분사된 물의 분포가 균일하지 않아 물과 공기가 접촉하지 않는 면적이 발생해 증발 냉각 성능 하락 현상이 발생한다. 또한 기존의 패드형 직접식 증발 냉각기는 최소 50T~100T의 두께를 형성하여 필연적인 부피 증가로 이어진다. 따라서 상용 히트펌프에 증발냉각 적용을 위해서는 응축기에 결합하기 적합한 새로운 형태의 직접식 증발 냉각기의 개발이 필요하다.

본 연구에서는 공기열원 히트펌프에 적용하기 위한 새로운 형태의 회전형 직접식 증발 냉각기를 제안하고 실험을 통해 기초적인 증발 냉각 성능을 조사하였다. 또한, 실험 결과를 기반으로 히트펌프 적용 시 에너지 소비 분석을 수행하여 증발 냉각으로 인한 히트펌프의 에너지 성능 향상 가능성을 조사하였다.

시스템 개요

본 연구에서 제안하는 시스템은 회전형 직접식 증발 냉각기를 공기열원 히트펌프의 응축기에 해당하는 실외기와 결합한 시스템이다. 회전형 직접식 증발 냉각기는 소형 모터, 벨트-풀리 구동부, 회전축, 여재, 수조로 구성된다(Figure 1). 여재는 일반적인 패드 대신 얇은 천 소재로 회전축에 부착되는 형태이며 회전축이 회전함에 따라 수조에서 적셔진다. 해당 소재는 수조에 담겼을 때 빠르게 물을 흡수해야하며, 공기와 만났을 때 빠르게 증발하여 적은 접촉면적으로 빠른 증발냉각효과가 일어나야 한다. 본 연구에서는 스포츠웨어 의류에 활용되는 흡습속건형 소재의 Cool-max 원단을 활용하였다. 회전형 직접식 증발 냉각기는 벨트-풀리 구동부를 통해 회전축을 회전시키며, 천 소재의 여재는 회전축과 함께 움직인다. 벨트-풀리 구동부는 소형 모터와 직접적으로 연결되어 있으며, 소형 모터는 회전수를 제어하여 일정한 속도로 여재를 회전시킨다. 증발냉각을 위한 물은 기존의 직접식 증발 냉각기와 다르게 여재를 적시기 위해 지속적으로 물을 분사할 필요 없이 수조 내에 담겨져 있다. 여재는 회전하면서 물에 균일한 면적이 담겨져 여재 전체에 일정한 wettability를 형성하게 된다.

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Figure 1.

Schematic of Rotational direct evaporative cooler

실험 개요

실험 장치 및 측정 장비

Figure 2는 실험 장치를 나타낸 그림으로, 외기 모사를 위한 항온항습 챔버, 송풍 팬, 공기 확산을 위한 아크릴 덕트, 회전형 직접식 증발 냉각기로 구성되었다. 실험을 위한 공기는 항온항습 챔버내에서 여름철 외기 조건으로 형성된다. 이후, Centrifugal fan을 통해 유입되어 아크릴 덕트로 유입되며, 덕트 내 1000 mm를 이동하면서 균일한 면적으로 확산된다. 회전형 직접식 증발 냉각기의 너비, 높이, 깊이는 각각 700 mm, 650 mm, 300 mm이다.물은 하단 200 mm 높이만큼 채워진다. 한편, 구동부는 볼베어링 DC 12 V의 정격 70 W 모터, 타이밍 풀리, 타이밍 벨트, 회전축으로 구성하였다(Figure 3). 모터는 on/off 스위치로 전원을 조작하며, Controller를 조작하여 회전속도를 조절한다.

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Figure 2.

Schematic of experimental setup

측정 장비는 3가지로, 온습도계, 풍속계, 전력량계이다. 입구와 출구에 각각 온습도계를 1개씩 설치하였으며, 풍속계는 챔버 내부, 전력량계는 모터 콘센트에 설치하였다. 측정에 사용한 온습도계와 풍속계는 각각 Testo 605i, Testo vane probe이다. Table 1에 측정 장비의 정보를 표시하였다. 또한 전체 실험체 사진을 Figure 4에 나타내었다.

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Figure 3.

Rotation part of the rotational direct evaporative cooler

Table 1.

Specification of instruments

Instrument	Variable	Range	Accuracy
Testo 605i	Temperature	-20~60℃,	± 0.5℃ (0~60℃)
Testo 605i	Relative humidity	0~100%	± 3.0% RH (10~35% RH) ± 2.0% RH (35~65% RH) ± 3.0% RH (65~90% RH) ± 5% RH (< 10% RH or > 90% RH)
Testo vane probe	Wind speed	0.3~35 m/s	± (0.1 m/s + 1.5 % of measured value) (0.3~20 m/s) ± (0.2 m/s + 1.5 % of measured value) (20.01~35 m/s)
Watt hour meter	Power consumption	0~16 A (220 V)	–

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Figure 4.

Experimental setup of rotational direct evaporative cooler

실험 방법

온도는 여름철 조건의 범위에 해당하는 30℃, 35℃, 40℃로 설정하였고 상대습도는 50%, 풍량은 400 CMH로 설정하였다(Table 2). 증발 냉각 성능 실험은 한양대학교 과학기술관 내 건축설비환경공학연구실의 실험실에서 수행하였다. 항온항습챔버에서 유입되는 공기가 회전형 직접식 증발 냉각기의 젖은 여재를 통과하여 증발 냉각된 후 입구와 출구의 공기 온습도를 측정하였다. 실험은 20분간 진행하였고, 여재가 마른 상태에서 실험을 시작하였다. 유입 공기의 안정적인 온습도 조건을 위해 실험 시작 후 처음 5분 동안 마른 여재를 통과하여 온습도가 안정됨을 확인하였고 5분 후 부터 15분 동안 모터를 회전시켰다. 모터는 회전이 가능한 최소한의 RPM으로 회전하였다.

Table 2.

Experimental setup

Variable	Value
Temperature (℃)	30	35	40
Relative humidity (%)	50
Air flow rate (CMH)	400

증발 냉각 효율

이상적인 증발 냉각은 등엔탈피 과정이므로 공기는 습구온도까지 냉각될 수 있다. 따라서 증발 냉각 효율(ε_DEC)은 식 (1)로 나타낼 수 있다(Wu et al., 2009).

(1)

ε_{D E C} = \frac{T_{i} - T_{o}}{T_{i} - T_{i, w b}}

T_i는 입구 온도, T_o는 출구 온도, T_i,wb는 입구 습구온도이다.

증발 냉각 과정에서 공기의 현열냉각( ${\dot{Q}}_{s e n}$ )은 식 (2)와 같이 계산할 수 있다.

(2)

{\dot{Q}}_{s e n} = {\dot{m}}_{a} c_{p} (T_{i} - T_{o})

${\dot{m}}_{a}$ 는 공기 유량, c_p는 공기의 비열이다.

증발로 인한 잠열 증가( ${\dot{Q}}_{l a t}$ )는 식 (3)과 같다.

(3)

{\dot{Q}}_{l a t} = {\dot{m}}_{a} h_{f g} (ω_{o} - ω_{i})

${\dot{m}}_{a}$ 는 공기 유량, h_fg는 물의 증발열, ω_i는 입구 절대습도, ω_o는 출구 절대습도이다.

실험 결과

결과 및 분석

Figure 5는 유출입공기의 온도와 상대습도 조건을 유입공기온도 조건별로 나타낸 그래프이다. 실험 결과, 입구 온도가 각각 30℃, 35℃, 40℃일 때 출구측 공기온도는 3.2℃, 4.3℃, 5.9℃ 냉각되었고, 상대 습도는 7.9%, 12.1%, 14.27% 상승하였다. 세 조건 모두에서 약 5분 후 증발 냉각기의 출구 온도가 안정되었다. 또한, 입구 온도가 높을수록 전후 온도 차와 상대습도 차가 컸다. 실험 중 모터의 전력 소비는 평균 10 W로 측정되었다.

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Figure 5.

Outlet air temperature and relative humidity for different inlet air conditions (a) 30℃, (b) 35℃, (c) 40℃

Figure 6은 증발냉각기 전후 공기 상태를 psychrometric 차트상에 나타낸 그래프이다. 건구 온도, 습구 온도, 전후 온도 차, 증발 냉각 효율을 그래프상에 함께 표시하였다. 증발 냉각 효율은 식 (1)을 사용하여 계산하였고 출구 온도가 안정되었다고 판단한 실험 시작 후 10분 뒤부터 10분간의 평균값으로 계산하였다. 입구 온도가 각각 30℃, 35℃, 40℃ 일 때 0.40, 0.45, 0.53으로 나타나, 입구 온도가 높을수록 증발 냉각 효율이 상승하였다. 이는 물 온도가 일정하므로 상대 습도가 동일할 때 공기 온도가 상승할수록 절대 습도가 상승해 물질 전달의 구동력인 물과 공기 간의 수증기 농도 차가 커지기 때문이다(Kovačević and Sourbron, 2017).

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Figure 6.

Psychrometric process and evaporative efficiency for different inlet air conditions

토 의

히트펌프 적용 에너지 성능 분석

회전형 직접식 증발 냉각기를 적용할 때 히트펌프의 성능 향상 가능성을 분석하기 위해 기존의 히트펌프에 회전형 직접식 증발 냉각기를 적용하였을 때 시스템의 에너지 소비를 분석하였다(Figure 7). 회전형 직접식 증발 냉각기의 증발 냉각 효율은 실험 결과에 기반하여 외기 35℃일 때의 45%를 사용하였다. 모터의 에너지 소비는 실험 시 도출된 측정값인 10 W로 설정하였다. 비교를 위한 패드형 직접식 증발 냉각기의 증발 냉각 패드는 CELdek 7060으로 설정하여 패드 단면 크기는 회전형 직접식 증발 냉각기와 동일하게 700 mm × 650 mm로, 패드 두께는 100 mm로 설정하였다. 직접식 증발 냉각기로 인한 팬 압력 손실(pressure drop)은 무시하였다. 히트펌프와 직접식 증발 냉각기의 에너지 소비는 Engineering Equation Solver (EES)을 사용하여 계산하였다. 히트펌프 에너지 소비 계산 과정은 열역학적 방정식을 기반으로 다음과 같다.

증발기 입구 온도(T_evap,i)는 냉매와 실내공기의 열 교환을 고려한 식 (4)로 계산하였고 압축기 입구 온도 (T_comp,i)를 계산하기 위한 과열(superheating)온도는 5℃로 가정하였다.

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Figure 7.

Rotational direct evaporative cooler combined with air-cooled heat pump

(4)

T_{e v a p, i} = T_{Z A} - \frac{T_{Z A} - T_{S A}}{ε_{H X}}, T_{c o m p, i} = T_{e v a p, i} + 5

T_ZA는 실내 온도, T_SA는 급기 온도, ε_HX는 증발기 효율이다.

압축기 출구의 엔탈피(h_comp,o)는 식 (5)로 구할 수 있다.

(5)

h_{c o m p, o} = \frac{(h_{c o m p, o, i d e a l} - h_{c o m p, i})}{η_{c o m p}} + h_{c o m p, i}

h_comp,o,ideal은 등엔트로피 과정일 때 압축기 출구 엔탈피, h_comp,i는 압축기 입구 엔탈피, η_comp는 압축기 효율이다.

팽창 밸브 입구 온도(T_valve,i)를 계산하기 위한 과냉각(subcooling)온도는 5℃로 가정하였다.

(6)

T_{v a l v e, i} = T_{c o n d, o} - 5

T_cond,o는 응축기 출구 온도이다.

팽창 밸브에서의 교축과정은 등엔탈피 과정으로 가정할 수 있고, 증발기에서 상변화 과정에서의 열 교환만 고려하였으므로 냉매의 유량( ${\dot{m}}_{r e f}$ )은 식 (7)로 계산할 수 있다.

(7)

{\dot{m}}_{r e f} = \frac{{\dot{Q}}_{e v a p}}{(h_{e v a p, o} - h_{e v a p, i})}

${\dot{Q}}_{e v a p}$ 은 증발기의 흡열량, h_evap,i는 증발기 입구 엔탈피, h_evap,o는 증발기 출구 엔탈피이다.

히트펌프 압축기의 전력 효율(η_comp,elec)은 60%로 가정하였고, 히트펌프 압축기의 전력 소비( ${\dot{W}}_{c o m p}$ )는 식 (8)로 계산할 수 있다.

(8)

{\dot{W}}_{c o m p} = η_{c o m p, e l e c} {\dot{m}}_{r e f} (h_{c o m p, o} - h_{c o m p, i})

히트펌프의 냉방 성능 계수(COP_cooling)는 식 (9)로 계산할 수 있다.

(9)

C O P_{c o o l i n g} = \frac{{\dot{Q}}_{e v a p}}{{\dot{W}}_{c o m p}}

히트펌프 응축기의 유입 공기 풍량은 실험과 동일하게 400 CMH로 설정하였고 압축기와 응축기, 패드형 및 회전형 여재의 증발냉각 효율, 압축기 효율을 Table 3에 나타내었다. 급기 조건은 건구 온도 15℃, 상대 습도 80% RH로 설정하였고, 실내 및 외기 조건은 KS C 9306 기준에 따라 실내 건구 온도 27℃, 습구 온도 19℃와 외기 건구 온도 35℃, 습구 온도 24℃로 설정하였다.

패드형 직접식 증발 냉각기의 펌프 전력 소비(P_pump)는 식 (10)으로 계산할 수 있다. 급수 유량( ${\dot{V}}_{w a t e r}$ )은 CELdek 7060의 정격 유량인 60 L/min・m², 펌프 수두 손실(H)은 15 m, 펌프 효율(η_pump)은 60%로 가정하였다. 중력가속도( $g$ )는 9.81 m/s²이다.

(10)

P_{p u m p} = \frac{{\dot{V}}_{w a t e r} ρ_{W} g H}{η_{p u m p}}

전체 시스템의 냉방 성능 계수는 식 (11)로 계산할 수 있다.

(11)

C O P_{s y s t e m} = \frac{{\dot{Q}}_{e v a p}}{{\dot{W}}_{c o m p} + {\dot{W}}_{D E C}}

Table 3.

Information of heat pump system for energy consumption analysis

Variable		Value
Indoor condition		27℃ DBT, 19℃ WBT
Supply air condition		15℃, 80% RH
Outdoor condition		35℃ DBT, 24℃ WBT
Supply air flow rate (CMH)		400
Efficiency (-)	Evaporator	0.8
	Condenser	0.8
	Evaporative pad (CELdek 7060)	0.75
	Rotational evaporative pad	0.45
	Compressor isentropic efficiency	0.75
	Compressor electric efficiency	0.6
	Pump	0.6
Refrigerant		R410A
Heat pump energy consumption (W)		207
Motor energy consumption (W)		10

에너지 분석 결과

우선 증발 냉각기의 에너지 소비량을 도출한 결과, 패드형은 펌프가 17.2 W를 소비하고 회전형은 모터가 10 W를 소비하여 회전형의 여재를 회전시키기 위한 모터 에너지 소비는 패드형의 물 공급을 위한 펌프 에너지 소비보다 41.2% 적게 나타났다. 각 증발냉각기를 히트펌프에 적용한 결과, 히트펌프의 에너지 소비는 히트펌프만 사용 시 207 W, 패드형 직접식 증발 냉각기 적용 시 135.5 W, 회전형 직접식 증발 냉각기 사용 시 163.7 W로 패드형 직접식 증발 냉각기를 적용했을 때 전력 소비가 가장 적게 나타났다. 따라서 전체 시스템 에너지 소비량은 패드형 직접식 증발 냉각기를 적용했을 때 총 152.7 W, 회전형 직접식 증발 냉각기를 적용했을 때 총 173.7 W를 소비하였다. 증발 냉각기는 회전형이 에너지를 더 적게 소비하였음에도 불구하고 시스템 에너지 소비는 패드형이 더 낮게 나온 이유는 패드형의 높은 증발 냉각 효율로 인한 히트펌프 에너지 절감이 더 컸기 때문이다. 이는 회전형은 단순 천의 표면적만 접촉 면적으로 고려되는 반면, 패드형은 여재의 Honeycomb 구조와 깊은 두께로 인하여 접촉 면적이 회전형보다 크기 때문이다.

결과적으로, 시스템의 에너지 소비는 기존 히트펌프 대비 패드형 적용 시 26.3%, 회전형 적용 시 16.2% 절감되었고, 시스템의 냉방 COP는 일반 히트펌프가 4.4, 패드형을 적용했을 때 6.3, 회전형을 적용했을 때 5.4로 나타났다(Figure 8). 이는 패드형의 토출 온도가 26.7℃인 반면, 회전형의 토출 온도는 30.1℃로 패드형이 토출 온도가 더 낮아 실외기 응축 온도를 더 낮추어 압축기의 에너지 소비가 절감되었기 때문이다. 따라서 직접식 증발 냉각기의 에너지 소비는 펌프를 사용하는 패드형 대신 모터를 사용하는 회전형일 때 절감되었지만, 패드형의 높은 증발 냉각 효율로 인한 히트펌프 에너지 절감이 더 컸기 때문에, 패드형을 적용하였을 때 시스템의 에너지 절감 효과가 더 크게 나타났다.

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Figure 8.

Electric energy consumption of heat pump systems with direct evaporative cooler

결 론

본 연구에서는 다양한 여름철 외기 조건에서 회전형 직접식 증발 냉각기의 증발 냉각 성능 실험을 수행하였고 실험 결과를 기반으로 상용 공랭식 히트펌프와 패드형, 회전형 직접식 증발 냉각기를 응축기 전단에 적용한 히트펌프 시스템의 냉방 에너지 소비 분석을 수행하였다. 본 연구의 주요 결과를 정리하면 다음과 같다.

실험 결과, 회전형 직접식 증발 냉각기의 증발 냉각 성능은 입구 공기 조건에 따라 40–53%로 나타났으며, 입구 공기 온도가 높을수록 증발 냉각 효율이 상승하였다. 이는 입구 공기 온도가 높을수록 여재 표면의 물과 공기 간의 수증기 농도 차가 커지기 때문이다.

히트펌프 적용 에너지 분석 결과, 패드형 직접식 증발 냉각기의 펌프 에너지 소비보다 회전형의 모터 에너지 소비가 낮아 직접식 증발 냉각기의 에너지 소비는 41.2% 절감되었다. 하지만, 시스템의 에너지 소비는 상용 히트펌프 대비 패드형 직접식 증발 냉각기를 적용할 때 26.3%, 회전형 직접식 증발 냉각기를 적용할 때 16.2% 절감되었으며, 이는 회전형의 증발 냉각 효율이 낮기 때문에 히트펌프의 에너지 절감 효과가 감소했기 때문이다.

위 결과에도 불구하고, 회전형 직접식 증발 냉각기는 기기 자체의 에너지 사용 절감, 여재 분리 및 탈착의 용이성으로 유지보수의 편리함 등 여러 장점이 있는 것으로 예상된다. 따라서, 추후 연구로 회전형 직접식 증발 냉각기의 열 및 물질 교환 성능의 개선과 최적화를 통해 증발 냉각 성능을 더 개선할 필요가 있다. 추가적으로, 본 연구에서는 패드형의 불균등한 물 분사에 의한 성능 저하와 각 증발 냉각기의 물 사용량에 대한 정밀한 비교가 부족하기 때문에 패드형과 회전형의 보다 정확한 비교를 위한 추가적인 연구가 수행되어야 한다.

Acknowledgements

이 연구는 2024년도 정부(산업통상자원부)의 재원으로 한국에너지기술평가원의 지원(No.20202020800360, 기존 공공건물 에너지 효율 진단 및 리모델링 기술 개발 실증)을 받아 수행한 연구 과제임.

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Journal of Korean Institute of Architectural Sustainable Environment and Building Systems ISSN:1976-6483(Print) 2586-0666(Online) 한국건축친환경설비학회논문집

Preview

Experimental and Energy Performance Analysis of a Rotational Type Direct Evaporative Cooler to Improve Performance of Air-source Heat Pumps

ABSTRACT

MAIN

Figure 1.

Schematic of Rotational direct evaporative cooler

Figure 2.

Schematic of experimental setup

Figure 3.

Rotation part of the rotational direct evaporative cooler

Table 1.

Specification of instruments

Figure 4.

Experimental setup of rotational direct evaporative cooler

Table 2.

Experimental setup

(1)

(2)

(3)

Figure 5.

Outlet air temperature and relative humidity for different inlet air conditions (a) 30℃, (b) 35℃, (c) 40℃

Figure 6.

Psychrometric process and evaporative efficiency for different inlet air conditions

Figure 7.

Rotational direct evaporative cooler combined with air-cooled heat pump

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

Table 3.

Information of heat pump system for energy consumption analysis

Figure 8.

Electric energy consumption of heat pump systems with direct evaporative cooler

Acknowledgements

References