태양열 이용 냉난방 공조시스템중 재생기의 최적 재생면 구조에 관한 연구

Research on an Optimal Trickling Surface of the Regenerator in a Solar Air-conditioning System

본 연구는 태양열을 이용한 냉난방 공조시스템 개발 중 작동매체인 저농도의 염화리튬(lithium chloride) 용액을 고농도로 변환시키는 재생기의 최적 재생면을 파악하는 데 그 목적이 있다. 염화리튬 용액은 점성이 강하기 때문에 재생기의 상부로부터 하부로 유하될 때 편류(Channeling)현상을 발생하게 된다. 이 편류현상은 재생기에서의 열 및 물질전달을 방해하여 재생량을 감소시킨다. 결국 재생기의 성능, 나아가서는 태양열 이용 냉난방 공조시스템 전체의 성능이 염화리튬용액을 얼마나 균일하게 유하할 수 있는 가에 달렸다고 해도 과언은 아니다. 따라서 본 연구에서는 재생면의 다양한 형태와 구조를 고안해서 실제로 재생면을 제작하여 재생면의 최적 구조를 규명하였다. 실험을 위하여 가로 50cm, 세로 50cm 크기인 간이 재생기를 직접 제작하여 항온항습실에서 실험을 행하였다. 그 결과 평판 위에 높이 4.5mm 폭 10mm의 계단형 구조를 갖는 재생면에서 최대의 재생량을 얻을 수 있었다.

The high viscosity of a LiCl(lithium chloride) solution as an absorbent in a solar energy regenerator causes a channeling phenomenon on the solar powered absorber plate surface when the solution is trickling down for regenerating itself. As this channeling phenomenon affects badly the heat and mass transfer, it is pertinent that this phenomenon be studied. Since regenerating performance of the solar energy regenerator depends on how the solution uniformly flows on the plate surface, an experiment on the structure of the plate surface for a model regenerator was conducted. Various shapes and structures of the plat surface down which the LiCl solution trickled were tested, and it was found that a tiered surface showed the highest water evaporation rate leaving more potential energy concentrating LiCl on the plate. It was also observed that the water evaporation rate depended largely on the pitch and height of the disturbing rods. In addition, the wider the contact area is and the longer the solution's flow time, the better the solar energy regenerator's performance.