Separate type heat pipe performance comparison by the heat exchanger shapes

This study compared fin-tube and parallel-flow heat pipes for their sensible heat exchange rate, heat recovery amount, and air-side pressure drop. Tests were done with different refrigerant charging rates of 40-60% vol. and air flow rates of 300-1,400. The sensible heat exchange rate was highest for both types of heat pipes at a working fluid charge of 40% vol. and low flow rate. For the parallel-flow heat pipe, the 60% vol. charge is too high and results in a low sensible heat exchange rate. The reason is that the thicker liquid film of the tube wall deteriorates the heat transfer effect. Hence, the optimal charging rate is 40 to 50% vol. The evaporator heat pipe has a larger air-side pressure drop than the condenser section heat pipe. The reason is considered to be condensation water arising from the evaporator surface. Compared to the fin-tube heat pipe, the parallel-flow heat pipe showed better performance with a working fluid charging rate of 48%, volume of 41%, and an air-side pressure drop about 37%.

열교환기 형상에 따른 분리형 히트파이프 성능 비교

본 연구에서는 핀-관형 히트파이프와 평행류형 히트파이프 제작하여 시험하였으며 분리형 히트파이프의 작동유체의 충진량은 40~60(% vol.), 풍량은 300~1,400 사이에서 변화시켜가며 온도교환 효율, 열회수량, 공기측 압력강하를 비교하였다. 온도교환 효율은 두 종류의 히트파이프 모든 경우에서 저 풍량에서는 작동유체 충진량이 40(%vol.)일 때가 가장 높았으며 풍량이 증가함에 따라 최대 효율을 가지는 작동유체 충진량이 다름을 알 수 있었고, 환기량이 작을수록 온도교환 효율이 높게 나타났다. 평행류형 히트파이프 60(%vol.)의 실험결과에서 보는 것과 같이 작동 유체를 너무 많이 충진하게 되면 오히려 낮은 온도교환 효율을 보이는데 이는 관벽의 액막이 두터워지면서 열전달 효과를 악화시킨 결과로 최적 충진량이 40~50(%vol.) 사이에 있음을 알 수 있다. 풍량 변화에 따른 공기측 압력강하 비교에서는 증발부 히트파이프가 응축부 히트파이프 보다 크게 계측 되었는데 증발부 표면에 생긴 결로수의 영향으로 생각된다. 평행류형 히트파이프는 핀-관형 히트파이프와 비교하여 냉매 충진량은 48%, 체적은 41%에서 동등이상의 성능을 보였으며, 공기측 압력강하도 37% 정도로 좋은 성능을 나타내었다.