• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.31-36
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• 2021

최근에 지구온난화 문제로 인하여 자동차 공조시스템은 GWP 지수가 높은 R134a 냉매를 대체할 수 있는 대체 냉매를 적용하고 있다. 본 연구에서는 R1234yf 냉매를 사용하여 내부열교환기와 가면용량형 팽창밸브인 TXV를 적용한 자동차 공조시스템의 성능특성을 해석하였다. 상용 소프트웨어인 Amesim을 이용하여 주요 부품인 압축기, 응축기, 팽창장치, 증발기와 내부열교환기를 모델링을 하여 외기온도와 응축기 휜 피치 변화에 따른 냉동사이클 시뮬레이션을 수행하였다. 외기온도가 30℃에서 40℃로 증가함에 따라 시스템의 냉방용량은 3.1% 감소하고, 압축기 소비동력은 17.1% 증가하였다. 또한, 응축기의 휜 피치를 0.8 mm에서 1.4 mm로 증가시키면서, 사이클 성능특성을 해석하였다. 휜 피치가 1.0 mm 클 경우에 응축기의 방열량은 감소하였고, COP는 5.9% 까지 감소하였다. 응축기 휜 피치가 1.0 mm 보다 작은 0.8 mm에서는 시스템 성능에 큰 변화가 없어 휜 피치 1.0 mm에서 최적의 성능을 나타내는 것으로 분석되었다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제28권5호
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• pp.396-402
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• 1999

1980년대부터 본격적으로 제기된 대기 환경 오염 문제로 인해서 CFCs 및 HCFCs계 냉매에 대한 대체 연구가 활발히 진행되었는데, 이와 관련한 열교환기의 고성능화, 콤팩트화 등에 관한 연구도 광범위하게 이루어지고 있다. 이중에서 특기할만 한 것은 종래의 전열관보다 관경이 대단히 적은 세관을 적용하는 경우가 있으며, 그 적응 범위도 점점 더 넓어질 전망이다. 이것은 유효전열 면적의 극대화, 난류효과의 상승, 가공성기 향상, 유연성 등 세관만이 가질 수 있는 여러 가지 전열 성능상의 장점 때문이라 생각한다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제31권6호
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• pp.40-48
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• 2011

과냉 촉진을 위한 새로운 열교환기(HESC)가 생활공간의 냉난방을 위한 공기-물 열펌프의 성능계수 향상을 위해 본 연구에서 개발되었으며 그 효과를 실험적으로 분석하였다. 이 열교환기(HESC)는 여러 단계의 셀과 튜브로 구성되어 있으며, 열펌프 시스템의 응축기와 증발기 사이에 장착되었다. 실험 조건으로, 외기온은 $7^{\circ}C$에서 $-17^{\circ}C$, 입구 물 온도는 $7{\sim}10^{\circ}C$ 그리고 제 2열전달매체로서 물의 질량 유동율은 시간당 100에서 $300{\ell}$로 변화를 주었다. 본 실험에서 이 열교환기가 장착된 열펌프의 압축기에서의 냉매 입 출구 사이의 온도 차이는 열교환기가 장착되지 않은 열펌프보다 $15^{\circ}C$ 높았다. 이에 따라 이 열교환기가 장착된 열펌프 시스템은 외기온 $-10^{\circ}C$에서 COP가 0.8 증가하였다. 따라서 이 공기-물 열펌프 시스템은 최근 한국에서 실용화되고 있는 고비용이 요구되는 지열 열펌프 시스템을 대체하여 생활공간을 위한 냉난방 시스템으로서 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.3546-3552
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• 2009

본 연구에서는 천정 설치형 공조기 적용을 위해 연구가 활발히 진행되고 있는 알루미늄 평행류 증발기 해석 프로그램을 개발하여 190mm*650mm*25mm(W*H*D) 크기의 열교환기를 해석하였다. R410A냉매의 분배비가 일정하고 상하로 유동하는 2, 3 패스의 경우와 3 패스이고 분배비율(1:1:1, 1:2:2)을 달리할 때, 열교환 성능을 예측하였다. 계산 결과, 2 패스가 3 패스보다 국소 전열량이 30% 정도 높았지만, 건도에 따른 열전달계수는 25% 낮았으며, 3 패스의 경우, 분배비 1:1:1 보다 1:2:2가 냉매 압력손실이 높게 나타났다. 본 해석에서는 패스당 냉매가 균일하게 분포하는 것으로 가정하였으므로, 패스별로 불균일하게 유동되는 실제의 경우보다 열교환성능을 과대 예측하는 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.1427-1433
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• 2012

본 연구에서는 이원냉동시스템에서 사용되던 저온용 규제프레온냉매 R13 및 고온용 규제프레온냉매 R503의 대체냉매로서 프레온혼합냉매 및 친환경적 자연냉매를 사용하는 이원냉동시스템의 성능특성을 규명하고자 하였다. 이를 위해 일반적인 이원냉동시스템의 운전범위에서 과냉각도, 과열도, 응축온도, 증발온도, 캐스케이드 열교환기에서의 온도변화를 고려하였다. 고온시스템 및 저온시스템의 작동유체의 종류에 상관없이 이원냉동시스템의 COP는 캐스케이드의 온도영향을 받고 있으며, 또한 과냉각도가 증가할수록 COP는 높아지지만, 과열도의 영향은 크게 받지 않았다. 따라서 본 연구에서 고온용 시스템 및 저온용 시스템의 작동유체로 대체 프레온혼합냉매 및 자연냉매의 냉매조합 중에서 (R23/R290), (R23/R600), (R23/R600a), (R23/R717), (R744/R404A) 냉매를 사용하는 이원냉동시스템의 COP는 저온측에 R23, 고온측에 R22를 사용하는 시스템에 비해 20 ~ 36% 높게 나타났다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.952-961
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• 1989

본 연구에서는 널리 사용되는 핀-관 직교류 열교환기의 정상 상태를 예측 하기 위하여 냉매의 상변화에 따른 유체의 물성치, 열전달계수 및 마찰계수의 변화와 관벽에서의 축방향 열전도를 고려한 모형을 세우고 이를 분석하여 열교환기의 종합적 인 특성을 규명하고자 한다.

• 기계저널
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• 제30권4호
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• pp.358-366
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• 1990

이 글은 최근 대두되는 CFC 문제와 연관하여 혼합냉매를 사용함으로서 얻어지는 이점과 이들의 예를 알아보고 이에 수반하여 열교환기의 설계 및 제작에 있어서 필수적인 역할을 하는 혼합매 체에서의 2상유동열전달의 중요성과 체계적인 연구의 필요성을 강조하기 위하여 기술한 것이며 이 분야에 대한 새로운 지식을 전반적으로 집약하거나 자료를 광범위하게 수집한 것이 아니다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.470-475
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• 2009

본 연구에서는 핀-관 열교환기와 PF 열교환기의 열전달 특성과 이를 적용한 공조기의 성능을 비교 조사하였다. 또한 공조기의 냉방기간 에너지효율(CSPF)을 평가하였다. 열교환기 실험을 위해 3종류의 열교환기에 대한 열전달 및 압력강하를 그리고 공조기 성능평가를 위해 냉방표준, 냉방저온에서 냉방능력, 소비전력, COP를 산출하였다. 실험은 칼로리미터와 항온수조를 사용하여 수행되었다. 유입공기 속도가 증가함에 따라 열교환기의 열전달율과 압력강하는 증가하였다. PF 열교환기 적용 시스템의 적정 냉매량은 핀-관공조기보다 약 $15{\sim}20%$ 감소하였으나, 냉방능력은 증가, 소비전력은 감소하여 COP는 향상되었다. 사각형 핀을 가진 PF 열교환기가 삼각형 핀보다 냉방능력과 COP가 더 우수하였다. 실환경 온도조건을 반영하기 위해 PF 열교환기와 핀-관 열교환기 적용 시스템의 CSPF가 계산되었다.

• 한국가스학회지
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• 제23권1호
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• pp.19-26
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• 2019

본 연구에서는 친환경적 냉매로 주목받고 있는 이산화탄소 자연 냉매를 이용하여 1톤 크기의 냉동 탑차에 들어가는 냉방 시스템을 개발하고, COP를 올리기 위해 열교환기 및 Unit cooler를 설계하였다. 또한 LNG의 기존 CNG 5톤 냉동탑차를 LNG 차량으로 개조하여 냉방시스템의 효율을 높임과 동시에 CNG 대비 안전성을 확보하였다. 결과적으로 1톤 및 5톤 크기에서 자연 냉매를 사용한 친환경적인 냉동탑차를 개발하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.264-269
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• 2008

본 논문은 수평 이중관식 열교환기 내 프레온계 냉매의 대체냉매인 탄화수소계 냉매(R-290과 R-600a)의 증발 열전달 계수에 대한 실험적 결과를 나타내었다. 증발기의 내관 내경은 각각 10.07 mm와 6.54 mm의 2가지를 사용하였다. 증발실험은 질량유속 $35.5{\sim}210.4\;kg/m^2s$이고, 냉각용량 $0.95{\sim}10.1\;kW$인 조건에서 수행하였다. 실험결과를 요약하면, 탄화수소계 냉매 R-290과 R-600a의 증발 열전달 계수가 프레온계 냉매 R-22보다 높았다. 즉, R-22의 증발 열전달 계수에 비해, R-290와 R600a는 각각 $56.7{\sim}70.1%$와 $46.9{\sim}59.7%$ 정도 높았다. 실험데이터와 종래의 상관식을 비교한 결과, 모든 냉매와 관경에 대해서 Kandlikar상관식이 가장 좋은 일치를 보였다.