Abstract
Internal heat exchanger (IHX) apparatus using the temperature difference between high and low pressure lines in vehicle air conditioning system is a good method to enhance the cooling performance. In this study, we designed various double-pipe internal heat exchangers which have inner fins between the internal pipe and external pipe. We also measured the performance characteristic (pressure drop, cooling capacity, compressor work and coefficient of performance (COP)) of the modified internal heat exchangers that had the change of the fin height and the inside shape of the internal pipe. This experimental results indicated that the liner and serration type internal heat exchanger was the best cooling performance. In addition, the air conditioning system with the liner and serration type internal heat exchanger showed the improved performances of about 6.4% and 9.2%, respectively, for the cooling capacity and COP.
내부열교환기를 이용한 에어컨 시스템은 작동유체인 R134a의 고압측 액상냉매와 저압측 기상냉매의 상호 열교환을 통해 시스템의 응축 효율을 증가시켜 에너지 효율을 개선시킨다. 이는 에어컨 시스템의 성능 향상 및 경량화를 가능하게 하여 차량 연비 향상과 냉매 누출을 최소화할 수 있으며, 또한 현 R134a 대비 대체냉매 (R1234yf 등)의 동등 냉방성능 확보를 가능하게 하는 기술이다. 본 연구에서는 내측 압출 파이프 및 외측 사이 고효율 냉각 휜 (fin)이 삽입된 이중관 형태의 내부열교환기 상세 설계를 위해, 냉각 휜의 높이 및 내측 압출 파이프 내부형상 등의 다양한 형상 설계인자 변경에 따른 열전달 성능 및 압력강하 특성을 살펴보았다. 가장 우수한 내부열교환기 성능은 난류형성을 위한 내측관 형상이 라이너 및 세레이션 겸용 타입이었으며, 이는 내부열교환기가 장착되지 않은 경우보다 냉방시스템 성능이 약 6.4%, 시스템 COP는 약 9.2% 향상된 결과를 나타내었다.
