• Title/Summary/Keyword: 냉동능력

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단단 G-M 극저온 냉동기 HPS80200(200W@80K) 개발품 냉동능력 평가

  • Lee, Dong-Ju;Park, Jong-Yun;Mun, Jae-Yeong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2016.02a
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    • pp.109.1-109.1
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    • 2016
  • 진공산업 분야에서 OLED 디스플레이가 큰 시장으로 성장하며 크라이오 펌프가운데서 특별히 수분만 집중적으로 배기할 수 있는 워터펌프(CWP or cold trap)가 각광받고 있다. 이에 현민지브이티(Genesis)는 중소기업청 중소기업개발지원사업의 일환으로 진행된 2014년도 구매조건부 신제품 개발사업에 선정되어 '극저온 G-M냉동기를 이용한 대용량 Cold Trap개발'과제를 수행하면서 32인치 급으로 수분에 대해서 30,000[L/s] 이상의 배기속도를 가지는 대형 CWP를 개발하고 있다. 그 일환으로 본 CWP에 장착할 80K에서 200W급 단단 G-M 냉동기를 2015년 국내 최초로 개발하였다. 본 HPS80200(200W @80K) 단단 G-M냉동기에 대한 성능시험을 수행하던 중 기존 평가방식에 보완할 부분이 있음을 확인하였다. 통상적으로 G-M냉동기의 냉동능력은 저온 스테이지 상단에 온도센서와 히터가 설치된 히터 블럭을 장착한 후 일정한 열부하를 인가하면서 77K 또는 80K에서의 냉동능력을 측정한다. 문제는 여기에 설치하는 온도센서의 장착 위치의 중요성이다. 즉, 어느 부위의 온도를 냉동기의 대표 온도로 정하느냐에 따라 냉동기의 성능 값에 큰 차이를 나타내기 때문이다. 실제 확인 결과, 온도는 히터블럭 내의 위치뿐 아니라 저온 스테이지 부위별로도 크게 차이를 보였다. 따라서 본 연구에서는 보다 합리적이고 정확한 냉동 능력 측정을 위해 77K 에서 냉동기의 질소 액화 능력으로 냉동능력을 평가하고자 하였다. 이를 통해 개발된 HPS80200냉동기의 보다 정확한 냉동능력(77K에서 200W 이상임을 확인함)을 측정할 수 있었고 냉동기의 저온 스테이지에서 대표온도로 설정할 수 있는 위치도 확인할 수 있었다.

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80K 200W급 단단 G-M 극저온 냉동기 개발에 따른 성능평가(2)

  • Lee, Dong-Ju;Han, Myeong-Hui;Park, Jong-Yun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2015.08a
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    • pp.93.1-93.1
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    • 2015
  • 근래 디스플레이 분야에서 OLED가 시장을 주도하면서 이 공정에 가장 적합한 진공펌프로 크라이오 펌프가 주목을 받고 있다. 화소 형성 공정에 사용되는 유기물이 수분에 취약하기 때문인데, 크라이오 펌프가운데서 특별히 수분만 집중적으로 배기할 수 있는 워터펌프(CWP or cold trap)가 각광받고 있다. 이에 HM GVT는 중소기업청 중소기업개발지원사업의 일환으로 진행된 2014년도 구매조건부 신제품 개발사업에 선정되어 '극저온 G-M냉동기를 이용한 대용량 Cold Trap개발' 과제를 수행하면서 32인치 급으로 수분에 대해서 30,000 [L/s] 이상의 배기속도를 가지는 대형 CWP를 개발하고 있다(수요처: (주)아바코). 통상적으로 흡기구가 30인치라면 수분 배기속도는 대략 65,000 L/s에 이르고 200 W 냉각능력이면 최대 수분 분압 0.008 mbar에서 작동시킬 수 있다. 따라서 1차년도의 목표는 큰 배기용량과 대형 사이즈의 CWP를 개발하기 위해 80 K에서 200 W 이상의 냉동능력을 보유한 단단 G-M 극저온냉동기를 선행 개발하는 것이다. 이에 현재 최대 냉동능력 80 K에 130 W의 냉동능력을 가지는 HPS055모델을 이용하여 다양한 예비시험들을 수행하여 최적의 설계인자들을 도출하였고 이를 근거로 80 K에서 200 W 이상의 냉동능력을 가지는 HPS80200모델을 설계 및 제작, 성능시험을 수행하였다. 이에 국내 최초로 80 K에서 200 W의 냉동능력을 가지는 단단 G-M냉동기를 개발하였고 설계 및 제작에 대한 원천기술을 확보할 수 있었다.

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Performance Analysis of R744(Carbon Dioxide) for Transcritical Refrigeration System (R744용 초임계 냉동사이클의 성능 분석)

  • Roh, Geun-Sang;Son, Chang-Hyo
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.10 no.1
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    • pp.32-38
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    • 2009
  • In this paper, cycle performance analysis for cooling capacity, compression work and COP of R744($CO_2$) transcritical vapor compression refrigeration system is presented to offer the basic design data for the operating parameters of the system. The operating parameters considered in this study include superheating degree, outlet temperature of gas cooler and evaporating temperature in the R744 vapor compression cycle. The main results were summarized as follows : The cooling capacity of R744 increases with superheating degree, but decreases with the increasing evaporating temperature and outlet temperature of gas cooler. The compression work increases with superheating degree and cooling pressure of R744, but decreases with the increasing evaporating temperature. And, The COP increases with outlet temperature and evaporating temperature of R744 gas cooler, but decreases with the increasing superheating degree. Therefore, superheating degree, outlet temperature and evaporating temperature of R744 vapor compression refrigeration system have an effect on the cooling capacity, compression work and COP of this system. With a thorough grasp of these effect, it is necessary to design the compression refrigeration cycle using R744.

A Study on the Characteristics of Refrigeration System Installed with Precooler, and Liquid-Vapor Separator after Expansion Device (과냉각기와 팽창장치 후 액기분리기를 적용한 냉동시스템 성능특성 연구)

  • Yun, Sang-Kook
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.35 no.1
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    • pp.40-45
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    • 2011
  • The purpose of research is to understand the characteristics of refrigeration system having a liquid-vapor phase separator after expansion device and precooling heat exchanger. After expansion process of typical refrigerant of freezer, R134a, the cold vapor of the expanded refrigerant mixture is separated in the liquid-vapor separator and introduced in the precooling heat exchanger to enable the liquid refrigerant to be subcooled. The analysis results showed that the increasing rate of refrigeration capacity and COP can be 8.6% and 1.4%, each. The cause of these performance improvements is due to the difference of the slope of saturated vapor and saturated liquid lines in Mollier diagram of refrigerant.

Performance Analysis of Refrigeration Cycle of Hydrocarbon Refrigerant using Suction-Line Heat Exchanger (흡입관 열교환기를 이용한 탄화수소계 냉매용 냉동사이클의 성능 분석)

  • Ku, Hak-Keun
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.10 no.9
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    • pp.2195-2201
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    • 2009
  • This paper considers the influence of suction-line heat exchangers on the efficiency of a refrigeration cycle using hydrocarbon refrigerants such as R290, R600a and R1270. These suction-line heat exchangers can, in some cases, yield improved system performance while in other cases they degrade system performance. A steady state mathematical model is used to analyze the performance characteristics of refrigeration cycle with suction-line heat exchanger. The influence of operating conditions, such as the mass flowrate of hydrocarbon refrigerants, inner diameter tube and length of suction-line heat exchanger, to the performance of the cycle is also analyzed in the paper. Results showed that the mass flowrate of hydrocarbon refrigerants, inner diameter tube and length of suction-line heat exchanger, and effectiveness have an effect on the cooling capacity, compressor work and RCI(Relative Capacity Index) of this system. With a thorough grasp of these effect, it is necessary to design the compression refrigeration cycle of hydrocarbon refrigerants using suction-line heat exchanger.

자기냉동/냉장고와 공조기

  • 이종석
    • The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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    • v.30 no.6
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    • pp.49-54
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    • 2001
  • 1990년대 중반부터 후반에 결쳐 미국의 Astronautics사와 Ames연구소에 의한 공동연구결과는 자기냉동이 실현 가능한기술이며 가스액화,음식 냉동 및 저장, 대규모 건물 공조 등에 있어서 기존의 증기압축냉동에 필적할 만하다는 것을 밝혔다. 더 최근의 연구와 개발 노력은 자기장 원(source)으로 $Nd_2Fe_{14}B$ 영구자석배열을 이용한 회전식 자기냉동기가 가정용 공조기나 냉동/냉장고에 사용될 수 있음을 나타내고있다. Gd 금속구를 사용한 2단 자기 냉동/냉장고의 예비설계는 냉동실 온도가 $-12^{\circ}C(10^{\circ}F)$, 냉동실 온도가 $-1^{\circ}C(30^{\circ}F)$에서 전체 성능계수 3 그리고 냉각능력 120W를 얻을 수 있음을 제시한다. 자기장 원으로서 개선된 영구자석 배열을 이용한다면 카르노 효율의 60%와 성능계수 4.5에 이를 수 있을 것으로 보여진다. 그리고 자기냉동은 오존층 파괴물질 (CFC's)이나 온설가스(HCFC's와 HFC's)를 사용하지 않기 때문에 깨끗한 환경을 만드는데 기여한다. 동시에 상용 Gd으로부터 거대한 자기열량효과를 가진 재료인 $Gd_5(Si_2Ge_2)$를 kg 단위로 생산할 수 있는 정도로 연구가 진전되었다. 이 신재료를 저렴한 가격에 얻을 수 있게 됨으로써 Gd 금속을 자기냉매로 사용하도록 설계 되었던 공조기나 냉동/냉장고의 효율이 더 좋아질 것으로 예상된다.

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Performance analysis for load control of R744(carbon dioxide) transcritical refrigeration system using hot gas by-pass valve (핫가스 바이패스 밸브를 이용한 R744용 초임계 냉동사이클의 부하제어에 대한 성능 분석)

  • Roh, Geun-Sang;Son, Chang-Hyo
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.10 no.9
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    • pp.2189-2194
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    • 2009
  • The automatic hot gas by-pass technique is applied to control the capacity of refrigeration and air-conditioning system when operating at part load. In the scheme, the hot gas from the compressor is extracted and injected into the outlet of an evaporator through a hot gas by-pass valve. Thus, In this paper, the hot gas by-pass scheme for CO2 is discussed and analyzed on the basis of mass and energy conservation law. A comparative study of the schemes is performed in terms of the coefficiency of performance (COP) and cooling capacity. The operating parameters considered in this study include compressor efficiency, superheating degree, outlet temperature of gas cooler and evaporating temperature in the R744 vapor compression cycle. The main results were summarized as follows : the superheating degree, outlet temperature and evaporating temperature of R744 vapor compression refrigeration system have an effect on the cooling capacity and COP of this system. With a thorough grasp of these effect, it is necessary to design the compression refrigeration cycle using R744.

A Dscussion for the Performance Improvement of Actual Regregeration Compressors (실용 냉동압축기의 성능향상 고찰)

  • 유동수;신승훈
    • Journal of the KSME
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    • v.33 no.11
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    • pp.979-984
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    • 1993
  • 압축기는 냉동 . 공조 사이클에서 냉매를 압축하여 순환시키는 기능을 한다. 냉동 . 공조 사이클 에서 압축기의 효율 COP는 압축기 모터 입력에 대한 증발기에서의 냉각 능력의 비로서 정의 된다. 따라서 압축기 자체의 특성도 중요하지만 냉매의 열역학적 물성도 중요한 역할을 한다. 압축기의 효율향상문제가 최근에 대두되게 된 것은 첫 째, 몬트리올 협정에 의해 CFC의 사용이 제한되면서 새로 검토하게 된 대체냉매들의 열물성이 CFC보다 불리한 점과 둘째, 에너지 소비를 줄이려는 인식이 환경 측면에서 확산되고 있기 때문이다. 이 글에서는 압축기 효율을 결정하는 주요요소에 대하여 알아보고 최근 국내외에서 이루어지고 있는 효율향상 성과에 대하여 소개하 기로 한다.

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Studies on the Fixation of Acetaldehyde by Freeze Drying (냉동건조방법에 의한 Acetaldehyde 고정에 관한 연구)

  • Lee, Young-Chun;Lee, Kyung-Hae
    • Korean Journal of Food Science and Technology
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    • v.21 no.1
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    • pp.13-16
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    • 1989
  • Attempts were made to fix acetaldehyde on base materials, which were selected from carbohydrates, by freeze drying. More acetaldehyde was fixed, in general, on combined base materials than single base materials, and mannitol+lactose were the best among the combined base materials tested. But the combination of mannitol and maltodextrin appeared to be more economical for the mass production. Loss of acetaldehyde during freeze drying was decreased as the concentration of the combined base material was increased, and it reached minimum at 40% of the base material. As dryer chamber pressure was reduced, loss of acetaldehyde during drying was decreased.

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A Study of Performance Characteristics on Portable Air Conditioner by Using Condensation Water (응축수를 이용한 이동식 에어컨의 성능특성에 관한 연구)

  • Kim, Jae-Dol
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.36 no.6
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    • pp.762-767
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    • 2012
  • This study presents the effect which the condensation water affects on performance characteristics of apparatus when the condensation water injects to the condenser. The experimental results are the following. The inlet outlet refrigerant temperature in condenser and outlet air temperature showed a little lower than that of the existing method. Also, the refrigeration capacity and COP(coefficient of performance) increased about 3%, 13~16% and the compressor work decreased about 27% than that of the conventional method. So, these results contribute not only the performance improvement of apparatus but also the solution of problem according to the discharge of periodic condensation water.