• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제31권6호
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• pp.723-728
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• 2007

In order to evaluate the performance of carbon dioxide cycle with a sub-cooling loop. a simulation system was developed to predict the steady state of $CO_2$ trans-critical cycle. Mathematical models are derived to describe the relationships between the system's coefficient of performance and other operating parameters The mathematical models are based entirely on the basic mass and energy conservation law and thermodynamic and transport properties of carbon dioxide A parametric study has been conducted in order to investigate the effect of sub-cooling loop and various operating conditions on the cycle performance. An optimal mass fraction of a refrigerant flowing through sub-cooling cycle existed for the given evaporating temperature, high pressure and air inlet temperature through gas cooler.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권9호
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• pp.2189-2194
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• 2009

부분 부하운전시 냉동공조장치의 능력을 조절하기 위해서 핫가스 바이패스 기술을 적용한다. 이 개념은 압축기에서 나온 고온의 냉매증기를 증발기 입구측으로 보내는 것이다. 본 논문에서 질량과 에너지 보존법칙을 근거로 CO2에 대한 핫가스 바이패스 개념을 적용하여 분석한다. 본 논문에서 고려된 운전 변수는 냉동장치의 압축효율, 과열도, 가스냉각기 냉매 출구온도, 증발온도 등이다. 주요결과를 요약하면 다음과 같다. 과열도, 가스냉각기 출구온도, 증발온도는 냉동장치의 COP와 냉동능력에 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 따라서 이러한 결과의 면밀한 분석을 통해 R744용 냉동장치를 설계할 필요가 있다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2009년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.893-898
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• 2009

The quantity of discharged oil from a compressor is one of the most important issues for proper operation of refrigeration system. If the oil is increased in the system not only pressure drop is increased in other components, such as evaporator and gas cooler but also heat transfer coefficient in the heat exchangers is decreased. In addition, the lack of oil in the compressor may cause a critical of the system failure. In this study, one stage single rotary compressor is used for measuring oil circulation ratio(OCR). Carbon dioxide and PAG oil are used as refrigerant and lubricant. Using a U-tube densimeter, mixture density is measured. Characteristics of oil circulation ratio have been investigated for $CO_2$ rotary compressor in the range of operation frequency 45 Hz to 63 Hz and the suction temperature range of $0^{\circ}C$ to $15^{\circ}C$. The results obtained indicate that the oil circulation ratio is increased as the suction temperature or compressor operating frequency is increased.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권12호
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• pp.5457-5463
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• 2011

본 연구의 목적은 이산화탄소를 적용한 자동차용 냉방시스템의 냉방 성능특성을 고찰하는 것이다. 특히 자동차의 실도로 운전 조건을 모사할 수 있도록 실험 조건을 선정하였으며 실제 자동차에 적용된 이산화탄소용 냉방시스템에 대하여 다양한 냉방성능 실험을 진행하였다. 결과적으로, 가스쿨러 입구 공기온도가 증가할수록 냉방용량과 COP는 감소하였고 증발기 입구 공기온도가 증가할수록 냉방용량과 COP는 증가하였다. 또한, 압축기 회전속도가 900 rev/min에서 1800 rev/min으로 증가할수록 냉방용량은 42.2% 증가였으나 냉방 COP는 55.4% 감소하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제17권4호
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• pp.91-96
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• 2018

This study is collects design data through the process design of the organic Rankine cycle, which can produce 20kW of electric power through the recovery of waste heat. In this study, the simulation was conducted by using APSEN HYSYS in order to make the model for the process design of the 20kW class waste heat recovery system. For the thermodynamic model, the test was conducted with hot water as the heat source, with the water steam used as the cooling water for the cooler and the refrigerant R245fa in the cycle. In Case 1 and Case 2, it was expected and found that the cycle efficiency was 10.6% and that 36.86kw was produced, considering the margin of 84% of 20kW. In Case 3 and Case 4, it was expected and found from the simulation that the cycle efficiency was 12% and that 30.0kw was produced, considering the margin of 84% of 20kW.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.1440-1446
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• 2012

본 논문은 수평 마이크로핀관내 초임계 $CO_2$와 PAG 혼합물의 열전달과 압력강하 특성에 대해서 실험적으로 연구한 것이다. $CO_2$와 PAG 혼합물의 열전달계수는 압력이 10 MPa이고, 질량유속은 520 kg/$m^2s$이며, PAG 오일 농도는 0.06~2.26%에서 측정하였다. PAG 오일농도가 0.3%인 경우, $CO_2$와 PAG 혼합물의 열전달계수와 압력강하는 순수 $CO_2$ 냉매의 열전달계수와 동일한 경향을 나타내었다. 그리고 PAG 질량농도가 2.26%인 경우, 초임계 온도근처에서 측정한 열전달계수는 순수 $CO_2$의 열전달계수 보다 약 50%정도 낮게 나타났다. 마찰압력강하는 $60^{\circ}C$의 $CO_2$ 평균온도에서 순수 $CO_2$의 압력강하보다 약 1.6배 더 높게 나타났다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.121-126
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• 2008

The cooling heat transfer coefficient of $CO_2$ (R-744) in a horizontal and helically coiled tube was investigated experimentally. The main components of the refrigerant loop are a receiver, a variable-speed pump, a mass flow meter, a pre-heater, evaporator and gas cooler (test section). The test section consists of a horizontal stainless steel tube and hellically coiled copper tube of 4.57 and 7.75 mm. The experiments were conducted at saturation temperature of 100 to $20^{\circ}C$, and mass flux of 200 to $500kg/m^2s$. The test results showed the variation of the heat transfer coefficient tended to decrease as cooling pressure of $CO_2$ increased. The heat transfer coefficient with respect to mass flux increased as mass flux increased. The experimental results were also compared with the existing correlations for the supercritical heat transfer coefficient, which generally underpredicted the measured data. However, the experimental data showed a relatively good agreement with the correlations of Pitla et al. except for the pseudo critical temperature.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.587-592
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• 2008

이산화탄소 냉매 시스템용 내부 열교환기의 성능을 조사하기 위하여 4종류의 내부 열교환기를 사용하여 냉방운전조건에서 실험을 수행하였다. 내부 열교환기의 길이, 관 개수, 운전조건, 형상 변화에 대한 영향이 연구되었다. 내부 열교환기 길이가 증가할수록 능력과 효율은 향상되었다. 압력강하는 고압측보다 저압측에서 더 크게 나타났다. 가스쿨러의 온도가 높아질수록 능력과 효율은 선형적으로 증가하였으며, 증발기의 운전조건은 과열도보다는 이상영역을 설정하면 효율증대 효과 측면에서 유리하였다. 마이크로 채널의 경우가 튜브보다 능력과 효율이 크게 우수하였지만 압력강하 측면에서는 크게 불리하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제28권6호
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• pp.894-905
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• 2004

The closed cycle diesel propulsion system is free from the problem of the intake air, exhaust gas and their control that are associated with the conventional diesel propulsion system. The system is composed of a main engine, an exhaust cooler. a $CO_2$ scrubber and a $O_2$ mixer. In this paper, a hardware using microprocessor is proposed in order to monitor and control the oxygen and ratio of specific heat for underwater diesel propulsion system. Also simulation is carried out to ascertain the performance of proposed system.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권5호
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• pp.576-581
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• 2011

본 논문은 $CO_2$ 히트펌프용 모세관의 기초 설계자료를 제공하기 위해서 모세관 길이 예측에 대해서 이론 및 실험적으로 조사하였다. 본 연구에서 고려된 작동변수로는 증발온도, 가스냉각기 냉각압력, 냉매유량, 모세관의 관경 등이다. 몇몇 연구자들의 자료를 바탕으로 $CO_2$ 모세관 길이를 예측할 수 있는 수학적 모델식을 작성하였다. 그리고 단열 모세관 팽창장치내 $CO_2$의 증발온도, 냉매유량, 냉각압력 등에 대해서 실험한 결과, 이들 모두는 식 (3)으로 예측한 값과 0.63~10.9%이내에서 좋은 일치를 보였다. 따라 서 본 연구에서는 $CO_2$ 열펌프 단열 모세관에 대한 기초설계 자료로서, 냉각압력, 증발온도, 모세관 직경, 냉매유량 등의 조건으로부터 모세관 길이를 계산해낼 수 있는 예측 상관식을 제안하였다.