• Journal of the KSME
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• v.33 no.11
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• pp.979-984
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• 1993

압축기는 냉동 . 공조 사이클에서 냉매를 압축하여 순환시키는 기능을 한다. 냉동 . 공조 사이클 에서 압축기의 효율 COP는 압축기 모터 입력에 대한 증발기에서의 냉각 능력의 비로서 정의 된다. 따라서 압축기 자체의 특성도 중요하지만 냉매의 열역학적 물성도 중요한 역할을 한다. 압축기의 효율향상문제가 최근에 대두되게 된 것은 첫 째, 몬트리올 협정에 의해 CFC의 사용이 제한되면서 새로 검토하게 된 대체냉매들의 열물성이 CFC보다 불리한 점과 둘째, 에너지 소비를 줄이려는 인식이 환경 측면에서 확산되고 있기 때문이다. 이 글에서는 압축기 효율을 결정하는 주요요소에 대하여 알아보고 최근 국내외에서 이루어지고 있는 효율향상 성과에 대하여 소개하 기로 한다.

• Journal of the KSME
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• v.33 no.11
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• pp.973-978
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• 1993

스크류 냉동기의 특징은 CFC계 냉매를 사용하지 않고도 -60.deg. C까지 무난하게 온도를 내릴 수 있어 대체 물질의 사용기술이 취약한 국내사정에 빛추어 볼 때 상당한 시간을 벌 수가 있다. 또한 다른 방식의 압축기에 비해 고효율 운전을 할 수가 있다. 스크류냉동기에서 핵심 부품인 스크류 압축기는 1878년 독일의 Krigar에 의해 원리가 정립되었고, 1934년 스웨덴의 A. Lysholam에 의해 공기 압축기로써 상품화가 되었다. 가까운 일본에서는 1955년 스웨덴의 SRM 사로부터 기술을 도입하여 상품화를 시작하였다. 국내는 1970년대부터 스크류 압축기를 외국으 로부터 수입하고 기타 부속품은 국내에서 제작하는 정도로 성장하고 있다가, 1968년에 K사에서 스웨덴의 SRM사로부터 기술을 도입하여 1단 압축 스크류 냉매압축기를 제작하기 시작하였고, 1991년부터 국내 기술로 2단 압축 반밀폐형 냉매 압축기의 연구 개발에 들어가 92년 말부터 상 품화를 성공시켰다. 이 글에서는 스크류 냉동기의 특징과 구성을 소개하고 특히 스크류 압축기의 원리 및 기술현황에 관하여 언급하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.171-171
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• 2011

헬륨냉동계통은 연구용 원자로인 하나로에서 냉중성자를 생산할 수 있도록 설치된 수조내기기 내의 감속재인 수소가 정상적으로 열 사이펀을 유지하기 위한 주요 계통이다. 헬륨냉동계통은 헬륨가스를 압축하는 헬륨 압축부분과 헬륨가스를 팽창시켜 저온을 생성시키는 헬륨 팽창부분으로 나누어진다. 헬륨 압축부분은 두 개의 스크류가 맞물려 회전하면서 약 1.05 bar(a)의 헬륨가스를 최대 13 bar(a)까지 압축시키는 압축기가 있으며, 헬륨 팽창부분인 냉동박스의 팽창 터빈은 self-acting gas bearing에 의해 구동되며, 저온모드 운전 시작시 헬륨 압축부분에서 일부의 가스는 팽창 터빈 축(shaft)으로 유입되어 회전속도가 서서히 증가하면서 고속으로 회전하여 극저온의 헬륨가스(14~18 K)를 생성하는 주요 기기이다. 헬륨을 팽창하는 부분인 냉동박스 내로 헬륨 압축가스를 유입하기 전에 압축된 헬륨가스 내 불순물의 순도를 분석하여 냉동박스의 주요 부품인 팽창터빈의 운전에 영향을 미치지 않는 것이 가장 중요하다. 따라서 헬륨 저압측에 헬륨가스 내 불순물 즉, 수소($H_2$), 수분($H_2O$), 질소($N_2$), 탄화수소류(CxHy) 및 오일(Oilaerosol) 등의 함량을 분석하기위해 가스 분석기가 설치되어 있으며, 냉동박스 내로 유입되기 전에 헬륨압축에서 순환되는 가스 내 불순물인 수분, 질소, 탄화수소류 및 오일은 10 vpm 이하이어야 하며, 수소 함량은 0.1 % 이내이어야 한다. 헬륨 압축부분에서 순환되는 가스의 불순물이 요구 조건에 만족하도록 헬륨 고압측과 헬륨 저압측에 cryogenic adsorber를 설치하여 가스 내 불순물을 제거하는 가스순도제어 작업을 수행해야 한다. cryogenic adsorber를 사용하기 위해서는 장치 내의 불순 가스를 공정진공도(1.33 X $10^{-3}$ mbar) 이하로 진공배기하는 작업이 매우 중요하다. 이는 계통의 헬륨가스가 오염되지 않도록 하는 것으로 cryogenic adsorber 내에는 액체질소를 충전하여 액체질소 온도에 노출된 활성탄층을 헬륨가스가 흐르면서 수분, 질소, 탄화수소류 및 오일 등이 제거된다. 이 논문에서는 헬륨냉동계통의 가스 순도 제어 작업을 통해 헬륨가스의 순도가 요구조건 이하로 만족하며, 팽창 터빈의 운전에 영향을 미치지 않음을 기술하고자 한다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.10 no.1
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• pp.32-38
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• 2009

In this paper, cycle performance analysis for cooling capacity, compression work and COP of R744($CO_2$) transcritical vapor compression refrigeration system is presented to offer the basic design data for the operating parameters of the system. The operating parameters considered in this study include superheating degree, outlet temperature of gas cooler and evaporating temperature in the R744 vapor compression cycle. The main results were summarized as follows : The cooling capacity of R744 increases with superheating degree, but decreases with the increasing evaporating temperature and outlet temperature of gas cooler. The compression work increases with superheating degree and cooling pressure of R744, but decreases with the increasing evaporating temperature. And, The COP increases with outlet temperature and evaporating temperature of R744 gas cooler, but decreases with the increasing superheating degree. Therefore, superheating degree, outlet temperature and evaporating temperature of R744 vapor compression refrigeration system have an effect on the cooling capacity, compression work and COP of this system. With a thorough grasp of these effect, it is necessary to design the compression refrigeration cycle using R744.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.34 no.2
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• pp.28-32
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• 2005

최근에 보급이 활성화되고 있는 CHP시스템을 건물공조용으로 이용할 경우에 필수적인 증기압축식 냉동기를 대체할 열구동 냉동기로써 흡착식 냉동기 기술을 언급하였다

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.15 no.5
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• pp.3327-3335
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• 2014

In this study, comparison works have been performed for single-stage and multi-stage refrigeration cycle using propane as a refrigerant in order to cool down the natural gas stream. A comparative analysis has been performed for a single, two, three and four stage refrigeration cycle using propane as a refrigerant for cooling the natural gas stream. For the simulation, natural gas feedstock properties supplied by KOGAS were utilized and Peng-Robinson equation of state model was used. As the number of compression stages increase, the condenser heat duty is decreased. The refrigeration heat duty for a four-stage refrigeration cycle is decreased by 20.36% compared to that for a single-stage refrigeration cycle. Moreover, the total refrigerant circulation rate for a four-stage refrigeration system is was reduced by 14.53% compared to the single stage refrigeration cycle. The total compression power for a four-stage compression was reduced by 41.61% compared to the single stage compression.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.242-242
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• 2013

현재 크라이오펌프의 주요 관심기술은 생산성 향상을 위한 급속 재생기술의 확보와 극저온 냉동기의 효율 향상 기술 및 저진동 기술의 확보이다. 크라이오펌프는 크게 냉동기 모듈과 펌프모듈로 구성되고, 냉동기 모듈은 주로 G-M 극저온 냉동기, Stirling 극저온 냉동기 또는 맥동관 극저온 냉동기 등을 사용하는데, 이것은 주로 압축기, 왕복기, 재생기, 구동장치 등으로 펌프모듈은 cryoarray와 펌프 body로 구성된다. 최근에 구조가 간단하고 장수명 및 저진동의 장점을 가진 맥동관 극저온 냉동기의 효율이 급속히 증가함에 따라 초전도, 액화 등의 분야에서 기존의 G-M 극저온 냉동기를 대체하는 추세이다. 본 연구에서는 지식경제부 제조기반산업원 천기술사업 "급속재생형 저진동 크라이오펌프 개발" 사업을 통해 급속 재생, 저진동, 고신뢰성 확보를 위해 기존의 G-M 극저온 냉동기를 맥동관 극저온 냉동기로 대체 적용 개발 및 국산화를 도모하고자 한다. 또한 상용화에 따른 공정 개발을 소개하고자 한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.11a
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• pp.210-211
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• 2013

냉동차량은 이동 또는 정차 중에도 냉동 부하에 일정 온도를 유지 시켜야한다. 종전의 상용차량에 냉동시스템은 차량의 엔진과 연계하여 압축기를 구동하거나 엔진과 연계된 발전기의 전력을 이용하여 일정 온도를 유지하였다. 이러한 방식은 제어가 쉽지 않고 효율이 낮은 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 개선하고자 냉동차량이 정차 중인 무시동 기관에서도 일정 온도를 유지 할 수 있도록 센서리스 제어방식이 적용된 3상 인버터를 제안하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.35 no.8
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• pp.1001-1008
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• 2011

This paper describes an analysis on performance and exergy of R744-R404A cascade refrigeration system with internal heat exchanger to optimize the design for the operating parameters of this system. The operating parameters considered in this study include subcooling and superheating degree, internal heat exchanger and compression efficiency, evaporation and condensation temperature in the R744 low- and R404A high- temperature cycle, respectively. The main results are summarized as follows : As the evaporation temperature of cascade heat exchanger increases, the COP of R404A high-temperature cycle increases. But the COP of R744 low-temperature cycle decreases, and the COP of total cascade cycle is almost constant. As cascade evaporation temperature increase, the exergy loss in the R404A condenser and the R744 internal heat exchanger is the largest and the lowest among all components, respectively. Therefore, the exergy loss in the condenser and compressor of R404A must be decreased to enhance the COP of R744-R404A cascade refrigeration system.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.38 no.7
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• pp.828-833
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• 2014

In this paper, the performance characteristics for newly developed ejector refrigeration system, which is that the part of saturated vapor from liquid-vapor separator after ejector expansion process is entrained in ejector, and the saturated liquid flows in the evaporator and compressed with the rest of vapor in separator, is studied. The reasons of the performance improvement of refrigeration system are that the refrigeration capacity is increased due to quality reduction after iso-entropic expansion process by ejector and the compression work is reduced because of the relatively high pressure of vapor refrigerant before compression process. The comparison results of the ejector system entraining expansion gases with the present residential freezer show that the COP increases to 27.8% maximum in case of the pressure drop to 65% of high pressure of freezer, and to 40.1% for 75% pressure drop of refrigerant R401A. The COP improvement rate with 20%~60% pressure lift in diffuser of ejector is only 2.6%~3%.