Solar Energy (태양에너지)

The Korean Solar Energy Society (한국태양에너지학회)
권호 표지

Research on the Performance of Total Heat Exchanger in a Solar Air-Conditioning System

태양열 이용 냉난방 공조시스템 중 전열교환기 성능에 관한 연구

  • Kim, K.H. (Pukyong National University, Graduate School) ;
  • Choi, K.H. (Dep. of Refrigeration & Air-conditioning Engineering, Pukyong National University) ;
  • Kum, J.S. (Dep. of Refrigeration & Air-conditioning Engineering, Pukyong National University) ;
  • Kim, B.C. (Pukyong National University, Graduate School) ;
  • Kim, J.R. (Pukyong National University, Graduate School)
  • Published : 1999.12.30
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Abstract

This report Introduces a total heat exchanger in a solar air-conditioning system using Lithium Chloride(LiCl) solution. The hot and humid outside air is cooled and dehumidified by LiCl solution that is sprayed on the packed layer of the total heat exchanger. LiCl solution once diluted is concentrated again in a regenerator using solar energy. Three types as the packed materials were used in this experiment and the dehumidification performance was evaluated by the value of $k_xa(kg/h{\cdot}m^3{\cdot}{\Delta}x)$, overall mass transfer coefficient based on a humidity ratio potential difference, the influence of inlet LiCl solution flow rate, air flow rate, packed layer height on $k_xa$ was investigated. It was found that air flow rate, LiCl solution flow rate, packed layer height for all types had a great influnce on the value of $k_xa$.

본 논문은 태양열을 구동원으로 하고 액체흡수제인 염화리튬(LiCl) 용액을 이용하여 제습/냉방 및 난방을 하나의 시스템으로 이루는 태양열 이용 냉난방 공조시스템 중 여름철 전열교환기의 제습/냉방에 관한 성능실험 결과이다. 여름의 고온다습한 실내공기는 휀에 의해 전열교환기로 유입되어 충진층에서 살수된 LiCl 용액과 직접 접촉하여 제습/냉각된 후, 건조공기로 바뀌어 실내로 취출된다. 한편 수분을 흡수하여 저농도 용액으로 변한 LiCl 용액은 재생기에서 태양열에 의해 다시 고농도 용액으로 바뀌어 흡수포텐셜을 갖는다. 본 실험에서는 형상 및 크기가 다른 3가지 충진재를 사용하여 전열교환기의 제습성능을 비교하였으며, 절대습도기준 총괄 물질전달계수인 $k_xa(kg/m^3h{\Delta}x)$로써 그 성능을 평가하였다. 특히 $k_xa$값은 액체흡수제 유량, 공기 풍량, 충진재 형상 및 충진층 높이에 따라 변한다. 따라서 이에 대한 영향을 조사하기 위하여 여러 가지 실험한 결과, 풍량은 $k_xa$값에 미치는 영향이 컸으나, 유량은 그다지 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. 또한 충진재의 형상에 따른 비교 실험에서 충진재의 직경이 큰 경우에는 충진층 높이의 영향이 컸으나, 직경이 작은 경우에는 높이에 의한 영향이 직경이 큰 경우보다 작았다. 이상의 실험 결과로부터 $k_xa$값을 충진재 형상 및 충진층 높이에 따라 정지하면 최적 전열교환기 설계 및 제작에 기초자료로 활용할 수 있음을 알았다.

Keywords