• Journal of Energy Engineering
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• v.9 no.3
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• pp.192-201
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• 2000

증발기와 응축기로 폐회로 냉동 시스템을 구성하여 기존 사용 냉매인 R22와 대체냉매로써 부각되고 있는 R407C, R410A를 사용하여 여러 가지 관 직경과 휜 형상을 가지는 열교환기에 대한 열전달량, 질량유량, 열교환기를 지나가는 냉매의 온도분포 그리고 공기측 압력강하를 측정하였다. 모든 열교환기에서 냉매의 질량유량이 증가함에 따라 열전달량은 증가하였다. R22와 R407C의 경우에 증발기측에서는 거의 같은 열전달량을 나타냈고 응축기측에서는 R407C가 전체적으로 열전달량이 높게 나타났다. 그리고 열교환기의 전달량은 유로의 형상보다는 냉매의 질량유량과 전열면적에 더 많은 영향을 받는다. 공기측 압력 강하는 열수가 많은 열교환기의 경우가 작게 나타났으며 슬릿휜을 가지는 열교환기의 압력강하가 가장 크고 웨이비휜을 가지는 열교환기가 가장 작게 나타났다.

• Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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• 2011.06a
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• pp.277-277
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• 2011

본 논문은 $CO_2$ 히트펌프용 모세관의 기초 설계자료를 제공하기 위해서 모세관 길이 예측에 대해서 이론 및 실험적으로 조사하였다. 본 연구에서 고려된 작동변수로는 증발온도, 가스냉각기 냉각압력, 냉매유량, 모세관의 관경 등이다. 몇몇연구자들의 자료를 바탕으로 $CO_2$ 모세관 길이를 예측할 수 있는 수학적 모델식을 작성하였다. 그리고 단열 모세관 팽창장치내 $CO_2$의 증발온도, 냉매유량, 냉각압력 등에 대해서 실험한 결과, Fig. 1에 나타낸 것처럼, 모세관 길이가 증가할수록 증발온도는 감소하는 것을 알 수 있다. 그리고 증발온도에 대한 실험값과 예측값의 비교 결과, 실험값이 예측값보다 약간 높게 나타났다. $CO_2$냉매가 모세관내를 통과할 때 플래쉬 가스(flash gas)의 발생으로 인해 액상의 양보다 기상의 양이 많아지고 액상의 압력강하보다 기상의 압력강하가 휠씬 더 크기 때문이다. 또한 증발온도에 대한 실험값과 예측값은 6.5~9.9% 이내에서 좋은 일치를 보였다. Fig. 2에 나타낸 것처럼, 모세관 길이가 증가할수록 냉매유량은 감소하는 것을 알 수 있다. 이는 전술한 바와 같이 모세관 길이가 증가할수록 냉매 압력강하가 더욱더 증가하기 때문이다. 그리고 냉매유량에 대한 실험값과 예측값의 비교 결과, 실험값이 예측값보다 약간 높게 나타났다. 이는 전술한 증발온도와 동일한 이유로 실제 $CO_2$냉매가 모세관내를 통과할 때 플래쉬 가스의 발생량이 많아지기 때문이다. 또한 냉매유량에 대한 실험값과 예측값은 0.64~10.9% 이내에서 좋은 일치를 보였다. Fig. 3에 나타낸 것처럼, 모세관 길이가 증가할수록 냉각압력은 증가하는 것을 알 수 있다. 이는 증발온도가 일정한 경우 모세관 길이가 증가할수록 냉매유량이 감소하여 압축기 토출측 온도(압력)가 상승하기 때문이다. 그리고 냉각압력에 대한 실험값과 예측값의 비교 결과, 실험값이 예측값보다 약간 낮게 나타났으며 실험값과 예측값은 1.04~3.7% 이내에서 좋은 일치를 보였다. 따라서 본 연구에서는 수송기계용 $CO_2$ 열펌프 단열 모세관에 대한 기초설계 자료로서, 냉각압력, 증발온도, 모세관 직경, 냉매유량 등의 조건으로부터 모세관 길이를 계산해낼 수 있는 예측 상관식을 제안하였다.

• Clean Technology
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• v.14 no.1
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• pp.53-60
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• 2008

The condensation heat transfer coefficients and pressure drops of hydrocarbon refrigerants (R-290 and R-600a) and hydrochlorofluorocarbon (HCFC) refrigerants were measured in the two horizontal double pipe heat exchangers with inner diameters of 10.07 mm and 5.80 mm at a mass flux of $35.5{\sim}210.4\;kg/m^2s$ and the condensation temperature of $40^{\circ}C$. The average condensation heat transfer coefficients of hydrocarbon refrigerants were higher than that of HCFC refrigerant(R-22). The pressure drop had a magnitude in the order of R-600a > R-290 > R-22. The pressure drops in the tubes with inner diameter of 10.07 mm were approximately $6{\sim}15%$, $9.8{\sim}12.5%$ and $2.1{\sim}4.6%$ higher for R-600a, R-290 and R-22, respectively, than those with inner diameter of 5.80 mm. The condensation heat transfer coefficients were compared with the published experimental data, and showed the best agreement with Haraguchi et al.'s correlation.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.34 no.2
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• pp.259-266
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• 2010

The heat flowrate and pressure dorp of $CO_2$ in a multi-tube-in-tube helical coil type gas cooler were predicted using LMTD method and compared with the experimental data. The mass flowrate of $CO_2$ and coolant were varied from 0.06 to 0.075 [kg/s], and the cooling pressure of gas cooler were from 8 to 10 [MPa], respectively. The LMTD method is used to predict the heat flowrate and pressure drop of supercritical $CO_2$ during in-tube cooling. The equations used by LMTD method were Gnielinski correlation for $CO_2$ and Dittus-Boelter correlation for coolant, respectively. The equation used to predict the pressure drop of $CO_2$ and coolant is Blasius correlation. In comparison of heat flowrate and pressure drop of $CO_2$ measured by experiment to that predicted by LMTD method, the experimental heat flowrate and pressure drop of $CO_2$ in the multi-tube-in-tube helical coil type gas cooler shows a relatively good agreement with that predicted by LMTD method.

• Journal of the KSME
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• v.33 no.11
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• pp.966-972
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• 1993

모세관(capillary tube)은 일정면적식 팽창기구의 대표적인 것으로서 사용역사가 길고, 신뢰성이 높고, 가격이 저럼하므로 냉동공조시스템의 냉매제어장치로 매우 많이 사용되고 있다. 이것은 냉동시스템의 응축기와 증발기 사이에서 유입하는 고압의 액상냉매를 증발기에서 증발하기 쉬운 증발압력까지 압력을 강하시키는 감압팽창작용과 증발기의 증발 용량에 적당한 냉매 질량유량을 공급하는 역할 (이 작용은 냉동시스템의 용량과 작동범위를 결정하는데 매우 중요하다.)을 한다. 이 글에서는 모세관의 형상, 재질 및 그장 . 단점과 작동원리, 내부 유동현상 등 일반적인 사항에 관하여 기술한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.3
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• pp.982-991
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• 1991

본 연구에서는 냉방기에서 널리 이용되고 있는 평판핀이 연속적으로 부착된 다관식 증발 열교환기에 대하여 (1) 냉매의 열역학적 물성치의 변화 (2) 냉매와 공기 측 열전달 계수의 변화 (3) 냉매측 관 마찰 손실등을 고려한 시뮬레이션 프로그램을 작성하고 그 결과를 실험을 통하여 보정 완성하였다. 계산결과로 부터 공조기기의 설계조건, 공조계통 해석을 위한 기초자료를 제시하였다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.15 no.4 s.48
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• pp.243-249
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• 2006

An experimental study on the refrigerant-side pressure drop of slit fin an tube heat exchanger has been carried out. A comparison was made between the predictions of previously proposed empirical correlations and experimental data for the pressure drop on design conditions of condenser in micro-fin tube for R22 and Rl34a. Experiments were carried out under the conditions of inlet refrigerant temperature of $60^{\circ}C$ and mass fluxes varying from $150\;to\;250\;kg/m^{2}s$ for R22 and Rl34a. The inlet air conditions are dry bulb temperature of $35^{\circ}C$, relative humidity of 40% and air velocity varying from 0.68 to 1.43 m/s. Experiments show that pressure drop for R134a was $22{\sim}22.6%$ higher than R22 for the degree of subcooling $5^{\circ}C$ For the mass fluxes of $200{\sim}250\;kg/m^{2}s$, the deviation between the experimental and predicted values for the pressure drop was less than ${\pm}20%$ for R22 and Rl34a.

• Clean Technology
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• v.13 no.2
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• pp.151-158
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• 2007

An experimental study to investigate the condensing heat transfer characteristics of small diameter horizontal double pipe heat exchangers with R-22 and R-410A was performed. Experimental facility was constructed to calculate and observe HTC(heat transfer coefficients), flow patterns and pressure drop. The main components include a liquid pump, an evaporator, a condenser(test section), a sight-glass, pressure taps and measurement apparatus. Two pipes of different diameters are tested; One 5.35 mm ID 0.5 mm thick, the other 3.36 mm ID 0.7 mm thick. The mass flow rate ranged from 200 to $500\;ks/m^2{\cdot}s$ and heating capacity were form 1.0 to 2.4 kW. The flow patterns of R-22 and R-410A were observed with a high speed camera through the sight-glass. The tests revealed that HTC of R-410A was higher than that of R-22 by maximum 5%. Annular pattern was observed for the most cases but stratified flow was also detected when x<0.2. The pressure drop in 3.36 mm ID pipe was higher than that of 5.35 mm by $30{\sim}50%$. Comparing with previous correlations such as Shah, Fujii and Soliman's, Fujii' showed the best good agreement with my data with a maximum deviation of 40%.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.15 no.6
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• pp.510-517
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• 2003

An experimental study on the pressure drop during flow boiling for pure refrigerants R134a and Rl23, and their mixture was carried out in a uniformly heated horizontal tube. Tests were run at a pressure of 0.6 MPa and in the ranges of heat flux 5~50 kW/m$^2$, vapor quality 0~100 percent and mass velocity of 150~600 kg/m$^2$s. Generally, the two-phase frictional multiplier is used to predict the frictional pressure drop during the two-phase flow boiling. The obtained results have been compared to the existing various correlations for the two-phase multiplier. Also, the frictional pressure drop was compared to a few available correlations; The Lockhart-Martinelli correlation considerally overpredicted the frictional pressure drop data for mixture as well as pure components in the entire mass velocity ranges employed in the present study, while the Chisholm correlation underpredicted the present data. The Friedel correlation was found to satisfactorily correlate the frictional pressure drop data except for a low quality region.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.29 no.5
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• pp.533-539
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• 2005

Experimental results are presented for heat transfer and pressure gradients of HCs refrigerants R-290, R-600a, R-1270 and HCFC refrigerant R-22 during evaporating inside horizontal double pipe heat exchangers. Two tubes with a tube diameter of 12.70mm and 9.52mm are used for this investigation. Hydrocarbon refrigerants have higher pressure drop than R-22 in 12.7mm and 9.52mm. The results from the investigation can be used in the design of heat transfer exchangers using hydrocarbons as the refrigerant for the air-conditioning systems.