International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration
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제11권3호
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pp.140-149
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2003
In these days, environmental concerns have been increased throughout the industry and community worldwide. To prevent the ozone depletion, ozone depletion potential of a refrigerant must be zero. Simultaneously, a refrigerant with low GWP (global warming potential) is very demanding to reduce green house effect. Chlorine-free HFC-l34a is a refrigerant widely used for automotive air-conditioning system because its destruction potential is ecologically zero. Although HFC-l34a has no ozone depletion potential, its global warming potential is so high that it is not considered as a perfect alternative refrigerant that is acceptable for long-term use. In this paper, experimental measurement has been carried out to analyze the performance characteristics of automotive air-conditioning system using HFC-152a, which has low GWP and zero ODP. Also mixed refrigerant that is composed of HFC-152a and $CF_3$ was applied to investigate an alternative possibility for the automotive air-conditioning system. As a result of this study, we could draw following conclusions; With respect to the variation of the rotational speed of compressor, outside air temperature and flow rate, the heat amount of evaporator and compressor and performance coefficient was varied.
A scroll compressor used in the air conditioning in automobile consists of the fixed scroll and the orbiting scroll. Temperature gradient in the scroll compressor during the operation induces the thermal expansion of two scrolls. Therefore, the gap between scrolls in the initial stage is regarded as an important variable in structural design of the scroll compressor. The coupled thermal-stress analysis was carried out for the scrolls of a scroll compressor. The temperatures of major points of two scrolls in the steady states were referred by the literature of C. Lin. The sequentially coupled thermal-stress analysis is utilized to the heat transfer analysis and the thermal expansion analysis. In the thermal expansion analysis, the contact analysis was considered between the fixed and the orbiting scrolls in order to obtain the penetration distance and the contact pressure between two scrolls. The range of deformation was from 44 to $76{\mu}m$ according to the height of the scroll. The maximum penetration distance of $60{\mu}m$ occurred at the top surface of the fixed scroll in the center of the scroll parts.
최근들어 자동차에어콘 콤프레셔의 전기마그네트식 콘트롤밸브는 내부형 스워시 프레이트형을 사용하고 있다. 이 시스템은 외부로부터 공급되는 전류량(신호)에 의하여 작동되며 동시에 스워시판 작동에 의한 압력은 냉매가 흐르는 비율에 의하여 결정된다. 본 논문에서는 압축기의 크랭크케이스 압력이 전기마그네트 콘트롤 밸브 전기 흐름량에 따른 유량의 값을 측정하여 엔진의 효율을 향상시키고자 한다.
Cho, Ihn Sung;Baek, Il Hyun;Oh, Seok Hyung;Jung, Jae Youn
KSTLE International Journal
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제1권2호
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pp.113-117
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2000
The rotary-vane compressor has become one of the most successful types of compressors because of its mechanical reliability, compactness, and adaptability to moderately high-speed operation in virtually an unlimited range of sizes. However recently, the depletion of the ozone layer due to the current refrigerant(R22) has been getting worse, and it is one of the world's pressing issues. In this paper, we will discuss the use of R410a in the compressor of a room air-conditioner as an alternative refrigerant and air-conditioning system to R22, since R410a has greater refrigerant characteristics than R22. Miniaturization of the rotary compressor for the new refrigerant and air-conditioning system is also possible, which reduces the prime cost of production, hence R410a is naturally a better refrigerant. But to apply the new HFC refrigerant system in refrigeration and air-conditioning systems, a significant redesign of the current refrigerant system is also required, because as the refrigeration changes, lubrication characteristics vary. Close attention must be paid to friction force and energy loss due to friction and wear at many sliding areas.
In this study, HFC152a, HFC134a/HFC152a and HC290/HFC134a/HFC152a mixtures are studied for the supplementary and alternative refrigerants for HFC134a used in automobile air-conditioners. Due to the high global warming potential of HFC134a, it has to be phased out in the long run. Thermodynamic performance of these refrigerants are measured in a bench tester of 3.5 kW capacity with an open type compressor under both summer and winter conditions. Test results show that the coefficient of performance (COP) and capacity of pure HFC152a and HFC134a/HFC152a mixture are 9.1~12% and 7% higher than those of HFC134a. As for the HC290/HFC134a/HFC152a, the COP is up to 9.5% higher than that of HFC134a with 1~2% of HC290 while that is up to 6.1% lower than that of HFC134a with 5% HC290. The capacity of the ternary mixture, however, is 8.6% higher than that of HFC134a at all compositions tested. The compressor discharge temperatures of all refrigerants tested are $6{\sim}10^{\circ}C$ higher than that of HFC134a. For all refrigerants, the amount of charge is reduced up to 32% due to the decrease in liquid density. Overall, these refrigerants provide good performance with reasonable energy savings with less environmental problem and thus can be used as long term alternatives for automobile air-conditioners.
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.
In this study, effects of refrigerant and oil charges on the performance of a refrigeration system simulating an automobile air conditioner have been experimentally investigated using R134a and PAG oil. Measurements were taken in a breadboard type refrigeration test unit with a compressor used for a commercial automobile air-conditioner under a set of condition imposed upon normally to automobile air conditioners. Both the COP and capacity decreased rapidly as the oil charge increased because of the decrease in vapor pressure of the circulating refrigerant/oil mixture. The excess oil left in the evaporator also caused heat transfer degradation resulting in a decrease in capacity and in turn COP. It was found that there is an optimum refrigerant charge at which the COP becomes the maximum. Below this optimum charge, both the capacity and COP increased as the refrigerant charge increased and above the optimum charge, both of them remained almost constant. Hence, the COP seems to be the most important factor in determining the optimum refrigerant charge. When the system was undercharged, the refrigerant at the condenser exit lost subcooling and showed a sign of poor miscibility.
Fuel economy has always been a major issue in the automobile industry, especially owing to the associated environmental concerns. It is widely known that only 5-20% of the energy generated by automobiles running on internal combustion engine engines is used as power, while the rest is consumed because of friction between components. The main components of the reciprocating piston type compressor used in vehicles, such as the shaft, swash plate, piston, and cylinder, cause severe energy loss owing to frictional contact between each other. The wear contact between the main shaft and the other components is particularly severe. Most quality issues arise owing to the sticking phenomenon that occurs between these parts. In this study, a coating solution to reduce friction is prepared by mixing adhesive solid lubricant, organic binder-polyadimide, inorganic binder (Binder), and graphite in four different ratios, and the best combination is determined.
A multi-stage turbocharger system has been constructed for HALE UAV internal combustion engine. To boost rarefied intake air up to sea level condition, the turbocharger system should consist of 3 stages including heat exchanger located after compressor outlet to drop compressed air temperature. One dimensional system analysis has been conducted by matching required power between compressor and turbine and adequate turbochargers have been searched for from commercially available models targeting for automobiles. By applying commercial automobile turbochargers to the multi-stage turbocharger system, it is expected that considerable amount of research resources will be saved.
The performance of a supercharger for vehicle using solar cell attached on the exterior of a car, an auxiliary battery, and an air compressor was evaluated in this study. This supercharger is composed of a solar cell of 40W, a battery of 60 Ah, an air compressor of 17 A, 8 $kgf/cm^2$ and an air tank of 8L. It takes about 6 days to charge the battery with the solar cell and the high pressure air of 8L can be supplied about 70 times to engine intake with this battery. The intake pressure increased by about 20~40% with this supercharger. The vehicle power and accelerating performance are enhanced by 87% and 50% each in the low speed range. But the performance improved little in the high speed range because of the rather constant flow rate of air supplied by this type of supercharger.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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