• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.14 no.5
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• pp.1337-1348
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• 1990

Estimations of the thermodynamic properties are made for the selected binary non-azeotropic refrigerant mixtures including R13B1/R114, R22/R114, R12/R114, R152a/R114, R13B1/R152a and R13B1/R12 using the Peng-Robinson equation of state and mixing rules. In this study, we find that the binary interaction coefficients for the above mixtures have an effect upon the vapor-liquid equilibria and the thermodynamic properties. As the binary interaction coefficient becomes larger, the deviation from the idealized model, say, Raoult`s rule, is obvious. A correlation is proposed to relate the binary interaction coefficient to the difference between the dipole moments op each pure refrigerant. Vapor-liquid equilibrium are also accurately estimated using the binary interaction coefficient. Pressure-enthalpy and temperature-entropy relations are plotted for a certain composition ratio of each refrigerant mixture. Results show that the estimating method in this study can be applied to the investigation of the thermodynamic properties for the binary non-azeotropic refrigerant mixtures.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.6
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• pp.2189-2205
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• 1991

Thermodynamic properties of binary nonazeotropic refrigerant mixtures are estimated by using a modified Carnhan-Starling equation of state. In this study, pure component refrigerants such as R14, R23, R13, R13 B1, R22, R12, R134a, R152a, R142b, RC318, R114, R11, R123 and R113 are chosen and the thermodynamic properties of enthalpy and entropy are calculated in terms of relevant variables. The modified Carnahan-Starling equation of state is compared with the carnahan-Staring-De Santis equation of sate. Results show that the relative errors become slightly smaller with the equation of state proposed in this study. Correlations are obtained for the mixtures of which the vapor liquid equilibruim data are available to us in the literature. Those mixtures are R14/R23, R23/R12, R13/R12, R13/R11, R13B1/R22, R13B1/RC318, R12/RC138, R12/R114 and R12/R11. The binary interaction coefficients are found under the condition of minimizing the pressure deviations at the vapor liquid equiblibrium state and the estimation of the vapor liquid equilibrium for the refrigerant mixtures is done. Pressure-enthalpy and temperature-entropy diagrams are plotted for the refrigerant mixtures of specific composition.

• 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.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.31 no.7
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• pp.4-9
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• 2002

환경문제에 대한 관심이 높아짐에 따라, 냉동공조 산업에서 다양하게 이용되는 냉매에 대하여도 많운 시각이 집중되고 있다. 특히, 몬트리얼 의정서와 교토의정서에 의한 지구온난화 물질에 대한 규제로 CFCs와 HCFCs 냉매를 사용하지 못하게 펌에 따라 냉동공조업계에서는 열역학적 물성치가 우수하고 환경친화적인 대체냉매의 개발에 관한 연구를 활발히 진행하고 있다. 이러한 문제의 근본적인 해결책은 자연상태로 존재하는 자연냉매를 이용하는 것이디. 이산화탄소, 암모니아, 탄화수소계열, 물, 공기 등이 대표적으로 거론되고 있는 자연냉매이다. 이 중에서 도 이산화탄소는 인체에 무해하며, 독성이 없고, 화 학적으로 안정하며,기존의 냉동기 재료를 그대로 사용할 수 있는 장점이 있다. 또한 열역학적 성질 및 전달물성이 우수하고, 냉통기에 적용할 때 성능이 개선될 가능성이 많다는 점도 매우 고무적이다. 본 고에서는 최근 가장 주목을 받고 있는 이산화탄소를 이용한 냉동사이클의 특성과 성능향상 방안에 대하여 기존 연구결과를 정리하여 설명하고자 한다.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.31 no.7
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• pp.15-23
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• 2002

환경친화적인 냉매를 탐색하는 과정에서 자연냉매 $CO_2$는 1990년대 초에 많은 사람들의 관심을 다시 끌게 되었고, 그 이후 구미 선진국 위주로 많은 연구가 이루어지고 있다. 특히 $CO_2$는 탄화수소계 냉매가 안전상의 이유로 사용되기 어려운 차량용 냉방 시스템과 온수제조용 열펌프 시스템에 대하여 많은 연구가 이루어져 왔으며 최근에는 가정용 냉난방 시스템에 대한 연구도 진행되고 있다. $CO_2$를 냉매로 사용하는 냉동 시스템에 있어서 증발기는 시스템의 중요한 구성 요소이므로 제품 개발을 위해서는 증발기에서의 열전달 및 압력손실 특성에 대한 연구가 선행되어야 한다. $CO_2$의 증발 열전달에 있어서 작동매채인 $CO_2$의 비체적, 비열, 점성계수, 표면장력 등의 물성치가 크게 변화하므로 기존에 널리 사용되던 냉매의 중발열전달과는 상당히 다른 결과가 나타난다. 예를 들면 기존의 냉매에서는 건도가 증가함에 따라 열전달계수가 증가하는 것으로 알려져 있으나 $CO_2$의 경우에는 오히려 열전달계수가 감소하는 것으로 보고되고 있다. 이처럼 $CO_2$는 증발열전달 과정에서 기존 냉매의 경향으로부터 예측하기 힘든 결과가 나타나므로 다양한 형상의 증발기에 대하여 실험적으로 압력손실과 열전달계수를 구하는 연구는 성공적인 $CO_2$ 냉동 시스템의 개발을 위하여 필수 불가결하다. 본고에서는 $CO_2$ 냉동 시스템의 개발에 도움이 될 수 있도록 지금까지 국내외에서 수행된 $CO_2$ 증발 열전달에 관한 문헌조사를 통하여 연구결과들을 비교, 분석하고 향후의 연구 방향을 제시하고자 한다.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.31 no.7
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• pp.32-44
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• 2002

1989년 프레온계 냉매의 대체 가능한 물질로서 $CO_2$재 출연하게 되었고, 그 이후 관련 연구는 점차 증가하였다. 1996년 북미 지역에서 $CO_2$의 연구는 일리노이 대학내 ACRC (Air Conditioning and Refrigeration Center)에서 최대로 시작되었다. 연구비의 90%는 산업체에 의해 지원되었고, 나머지는 미국 정부에 의해 지원되었다. 본 고는 자동차 및 가정용 에어컨 및 열펌프 시스템 및 구성부품 개선에 대한 전반적인 연구활동에 관해 기술하였다. 또한 시스템 성능 비교 결과는 열전달, 압력강하, 사이를 변환,냉매 분해에 대한 연구 지침을 제시하였고, 지속적인 연구 노력을 통하여 천연냉매를 이용하여 간접적인 지구온난화 가스 방출을 최소화하기 위한 시스템 효율을 증가시키고 빈다. $CO_2$의 고유 특징인 초임계 $CO_2$사이클, $CO_2$의 열역학 및 전달 물성치를 통한 효율 개선, 내부 열교환을 통한 사이클 성능 개선방안도 기술되었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.17 no.9
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• pp.2358-2372
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• 1993

In this study, the computer modeling for prediction of the performance of fin-tube heat exchanger using alternative refrigerant, HFC-134a was developed and the computer program for calculating the various properties of HFC-134a and the existing refrigerant CFC-12 and HCFC-22 was made. The heat exchanger modeling is based on a tube-by-tube approach, which is capable of analysis for the complex coil array. Performance of each tube is analyzed separately by considering the cross-flow heat transfer with external airstream and the appropriate heat and mass transfer relationships. A performance comparison according to the different refrigerants is provided using this developed model. As the result of this study, total heat transfer rate of evaporator and condenser using HFC-134a were found higher than that of using CFC-12 for the same operating conditions. When the mass flow rate of HFC-134a was less than CFC-12 about 18. 16%, the cooling capacities of evaporator were found to be the same.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.5 no.1
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• pp.73-83
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• 1993

Thermodynamic properties of alternatives for R12 and R22 were estimated and performances of refrigerating cycle using these refrigerants were compared. In this study, we adopt R134a, R22/R142b, R22/R152a, R22/R152a/R124 as alternatives for R12 and R32/R134a for R22. Thermodynamic properties of these refrigerants were estimated using modified CSD equation of state. Cycle simulations of the refrigerating system considering heat source were carried out in order to compare the performance of the system. R134a shows relatively lower COP than R12 but very similar VCR. R22/R142b(50/50 mass fraction), R22/R152a(10/90), R22/R152a/R124(30/25/45) are good for the substitutes of R12 and R32/R134a(30/70) is appropriate for that of R22 in view of COP and VCR.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.3 no.3
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• pp.210-215
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• 2002

In this study, the computer program called Multi_Cycle, which simulates the steady-state performance (coefficient of performance, capacity, power consumption and etc.) of multi- airconditioning systems using R410A, was developed. In order to validate the simulation program, a series of case studies were carried out. The Multi_Cycle consists of several subroutines for simulating indoor units. outdoor unit, compressor, and expansion devices. and for estimating the thermodynamic and transport properties of the refrigerants and moist air. It would appear to be advantageous to use the Multi_Cycle for a performance analysis when considering various kinds of refrigerants and the complex operating conditions of each unit making up the multi-airconditioner cycle. Moreover, the Multi_Cycle would seem to be useful tool in optimizing a multi-airconditioning system and establishing economical and efficient operating conditions in the multi-airconditioner cycle. In the present study, the Multi_Cycle was programmed with Digital Visual Fortran for the main simulation code and Visual Basic for- the graphic user interface.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.3 no.4
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• pp.286-296
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• 1991

The thermodynamic properties of R134a, the prospective R12 alternative, have been computerized using Martin-Hou equation of state and the coefficients given by Willson-Basu. Several experimental results in literatures for PVT data, saturated vapor pressure, saturated liquid density are compared with the calculated results to investigate the accuracy. The average deviation (max. deviation) is 0.13% (0.25%) for saturated liquid density, 0.25% (0.8%) for PVT data. Thermodynamic properties, enthalpy, entropy are compared with the NIST's. The maximum percent difference is 3% for saturated liquid enthalpy, 1.5% for saturated vapor enthalpy, 4% saturated liquid entropy, and 0.7% for saturated vapor entropy. Correction of W-B's coefficients and inclusion of the sixth term of M-H EOS for improvement of accuracy are recommended. R134a and R12 are compared with respect to refrigeration performance. COP's are different from each other within 3%. Refrigeration effect of R134a is superior to that of R12 but refrigeration capacity of R134a is inferior to that of R12 because the volumetric efficiency of the system using R134a is lower than that of the system using R12.