A Study on Performance Characteristics of an Evaporative Heat Exchanger with Mini-channels

환경조절장치용 미세유로형 증발열교환기의 성능특성 연구

An experimental study on performance characteristics of an evaporative heat exchanger based on tests for various operating conditions was presented. The heat exchanger maximizes the heat transfer rate per unit volume by applying mini-channels for both the air and coolant flow paths, and minimizes the amount of the coolant by using its latent heat of evaporation. The heat exchanger was manufactured by etching the flow paths, brazing the heat exchange plates, and welding the in/out ports of the media. The basic performance test has confirmed that the heat exchanger met its design requirements, and the results of the map test were analyzed to produce the performance characteristics quantitatively depending on the air inlet temperature, the air flow rate, and the coolant flow rate.

본 논문에서는 항공기 탑재용 환경조절장치에 사용하기 위한 미세유로형 증발열교환기의 성능 특성에 관한 연구결과를 제시하였다. 미세유로형 증발열교환기는 가능한한 적은 양의 냉매로 고온부의 열량을 흡수할 수 있도록 저온부 냉매의 증발잠열을 이용하고 단위 체적당 열전달 면적의 극대화를 위해 미세유로를 이용하는 개념이다. 설계된 공기 및 냉각수 유로를 에칭을 통해 가공하고, 이들을 적층하여 브레이징으로 접합한 후 입출구 포트를 용접함으로써 열교환기를 제작하였다. 제작된 열교환기는 기본 성능시험을 통해 요구조건대로 설계/제작되었음을 확인하였고, 다양한 운용조건에 대한 성능 맵 시험을 수행하여 입구 공기온도, 공기 유량 및 냉각수 유량 변화에 따른 열교환 성능특성을 정량적으로 파악하였다.