• Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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• 2011.06a
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• pp.277-277
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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. 몇몇연구자들의 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, Fig. 1에 나타낸 것처럼, 모세관 길이가 증가할수록 증발온도는 감소하는 것을 알 수 있다. 그리고 증발온도에 대한 실험값과 예측값의 비교 결과, 실험값이 예측값보다 약간 높게 나타났다. $CO_2$냉매가 모세관내를 통과할 때 플래쉬 가스(flash gas)의 발생으로 인해 액상의 양보다 기상의 양이 많아지고 액상의 압력강하보다 기상의 압력강하가 휠씬 더 크기 때문이다. 또한 증발온도에 대한 실험값과 예측값은 6.5~9.9% 이내에서 좋은 일치를 보였다. Fig. 2에 나타낸 것처럼, 모세관 길이가 증가할수록 냉매유량은 감소하는 것을 알 수 있다. 이는 전술한 바와 같이 모세관 길이가 증가할수록 냉매 압력강하가 더욱더 증가하기 때문이다. 그리고 냉매유량에 대한 실험값과 예측값의 비교 결과, 실험값이 예측값보다 약간 높게 나타났다. 이는 전술한 증발온도와 동일한 이유로 실제 $CO_2$냉매가 모세관내를 통과할 때 플래쉬 가스의 발생량이 많아지기 때문이다. 또한 냉매유량에 대한 실험값과 예측값은 0.64~10.9% 이내에서 좋은 일치를 보였다. Fig. 3에 나타낸 것처럼, 모세관 길이가 증가할수록 냉각압력은 증가하는 것을 알 수 있다. 이는 증발온도가 일정한 경우 모세관 길이가 증가할수록 냉매유량이 감소하여 압축기 토출측 온도(압력)가 상승하기 때문이다. 그리고 냉각압력에 대한 실험값과 예측값의 비교 결과, 실험값이 예측값보다 약간 낮게 나타났으며 실험값과 예측값은 1.04~3.7% 이내에서 좋은 일치를 보였다. 따라서 본 연구에서는 수송기계용 $CO_2$ 열펌프 단열 모세관에 대한 기초설계 자료로서, 냉각압력, 증발온도, 모세관 직경, 냉매유량 등의 조건으로부터 모세관 길이를 계산해낼 수 있는 예측 상관식을 제안하였다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.9 no.3
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• pp.192-201
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• 2000

증발기와 응축기로 폐회로 냉동 시스템을 구성하여 기존 사용 냉매인 R22와 대체냉매로써 부각되고 있는 R407C, R410A를 사용하여 여러 가지 관 직경과 휜 형상을 가지는 열교환기에 대한 열전달량, 질량유량, 열교환기를 지나가는 냉매의 온도분포 그리고 공기측 압력강하를 측정하였다. 모든 열교환기에서 냉매의 질량유량이 증가함에 따라 열전달량은 증가하였다. R22와 R407C의 경우에 증발기측에서는 거의 같은 열전달량을 나타냈고 응축기측에서는 R407C가 전체적으로 열전달량이 높게 나타났다. 그리고 열교환기의 전달량은 유로의 형상보다는 냉매의 질량유량과 전열면적에 더 많은 영향을 받는다. 공기측 압력 강하는 열수가 많은 열교환기의 경우가 작게 나타났으며 슬릿휜을 가지는 열교환기의 압력강하가 가장 크고 웨이비휜을 가지는 열교환기가 가장 작게 나타났다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2012.05b
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• pp.637-639
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• 2012

본 논문에서는 대형 공조기기에서 냉매의 회수시간을 단축하기 위해 진공과 가압방식을 겸용하면서 작업 시 이동이 손쉽게 소형으로 회수 및 충전이 가능할 수 있는 냉매 회수 및 충전 전용기 개발을 하고자 한다. 냉매회수시스템의 작업과정은 냉매회수 장치와 냉동기의 증발기 하부에 충진용 밸브를 호스로 연결하고 진공펌프를 운전하여 저장 탱크 내에 부착된 압력계가 진공상태가 될 때까지 액냉매를 회수 한 후, 자체적으로 증발, 흡입, 액화시켜 탱크내의 온도와 압력을 낮추어 액화된 냉매를 저장탱크로 회수하는 장치로 구성되어 있다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2009.05a
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• pp.525-527
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• 2009

본 논문에서는 자동차 공조부품인 리시버드라이어로서 플랜지와 바디로 구성되어 있다. 리시버드라이어는 냉매 중 포함된 습기 및 기타 불순물을 차단하는 부품으로서 사이트글라스가 부착되어 냉매의 흐름의 상태를 알 수 있다. 또한 압력 밸브가 부착되어 있어 냉매 회로의 압력과 온도가 상승하면 녹아서 냉매를 배출하므로 배관이나 부품들의 압력에 의해서 파괴되는 것을 방지 할 수 있다. 최근 경제적 성형에 관심이 많아 대표적 성형공정인 냉간단조를 적용하여 소재 회수율 및 절삭 비용 등을 절감하는데 목적을 두었다. 냉간단조를 적용하여 자동차 공조 부품인 플랜지와 바디를 개발하는데 공정설계, 금형설계, 금형제작 기술을 확보하였다.

• Journal of the KSME
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• v.33 no.11
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• pp.966-972
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• 1993

모세관(capillary tube)은 일정면적식 팽창기구의 대표적인 것으로서 사용역사가 길고, 신뢰성이 높고, 가격이 저럼하므로 냉동공조시스템의 냉매제어장치로 매우 많이 사용되고 있다. 이것은 냉동시스템의 응축기와 증발기 사이에서 유입하는 고압의 액상냉매를 증발기에서 증발하기 쉬운 증발압력까지 압력을 강하시키는 감압팽창작용과 증발기의 증발 용량에 적당한 냉매 질량유량을 공급하는 역할 (이 작용은 냉동시스템의 용량과 작동범위를 결정하는데 매우 중요하다.)을 한다. 이 글에서는 모세관의 형상, 재질 및 그장 . 단점과 작동원리, 내부 유동현상 등 일반적인 사항에 관하여 기술한다.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.31 no.7
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• pp.15-23
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• 2002

환경친화적인 냉매를 탐색하는 과정에서 자연냉매 $CO_2$는 1990년대 초에 많은 사람들의 관심을 다시 끌게 되었고, 그 이후 구미 선진국 위주로 많은 연구가 이루어지고 있다. 특히 $CO_2$는 탄화수소계 냉매가 안전상의 이유로 사용되기 어려운 차량용 냉방 시스템과 온수제조용 열펌프 시스템에 대하여 많은 연구가 이루어져 왔으며 최근에는 가정용 냉난방 시스템에 대한 연구도 진행되고 있다. $CO_2$를 냉매로 사용하는 냉동 시스템에 있어서 증발기는 시스템의 중요한 구성 요소이므로 제품 개발을 위해서는 증발기에서의 열전달 및 압력손실 특성에 대한 연구가 선행되어야 한다. $CO_2$의 증발 열전달에 있어서 작동매채인 $CO_2$의 비체적, 비열, 점성계수, 표면장력 등의 물성치가 크게 변화하므로 기존에 널리 사용되던 냉매의 중발열전달과는 상당히 다른 결과가 나타난다. 예를 들면 기존의 냉매에서는 건도가 증가함에 따라 열전달계수가 증가하는 것으로 알려져 있으나 $CO_2$의 경우에는 오히려 열전달계수가 감소하는 것으로 보고되고 있다. 이처럼 $CO_2$는 증발열전달 과정에서 기존 냉매의 경향으로부터 예측하기 힘든 결과가 나타나므로 다양한 형상의 증발기에 대하여 실험적으로 압력손실과 열전달계수를 구하는 연구는 성공적인 $CO_2$ 냉동 시스템의 개발을 위하여 필수 불가결하다. 본고에서는 $CO_2$ 냉동 시스템의 개발에 도움이 될 수 있도록 지금까지 국내외에서 수행된 $CO_2$ 증발 열전달에 관한 문헌조사를 통하여 연구결과들을 비교, 분석하고 향후의 연구 방향을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Disaster Information Conference
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• 2022.10a
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• pp.303-304
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• 2022

파이프는 기계, 전자, 전기, 플랜트 등 많은 산업 분야에서 응용기기로 널리 사용되고 있으며, 소방, 화학 등 안전 관련 분야에서도 널리 사용되고 있다. 제품의 다양화에 따라 배관 분야에서도 기술의 중요성이 높아지고 있다. 특히 기존 동관을 스테인리스강으로 변경하는 경우 구조해석이나 유동 해석을 통해 안전성과 유동특성을 평가할 필요가 있다. 자체 개발한 일체형 인서트형 커넥터인 6.35 소켓 모델의 유동 안전성은 CFD 해석을 이용하여 유동유발진동(FIV)평가 과정의 4단계를 통해 진행하였다. 배관계 벽면에 작용하는 압력변동의 진폭은 3,780Pa이하의 수준으로 형성되며, 이는 냉매 배관의 운전압력이나 설계응력과 비교했을 때 매우 작은 수준의 압력으로, 난류에 의한 진동이 배관의 구조안전성에 미치는 영향은 미미한 수준인 것으로 나타났다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.3
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• pp.982-991
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• 1991

본 연구에서는 냉방기에서 널리 이용되고 있는 평판핀이 연속적으로 부착된 다관식 증발 열교환기에 대하여 (1) 냉매의 열역학적 물성치의 변화 (2) 냉매와 공기 측 열전달 계수의 변화 (3) 냉매측 관 마찰 손실등을 고려한 시뮬레이션 프로그램을 작성하고 그 결과를 실험을 통하여 보정 완성하였다. 계산결과로 부터 공조기기의 설계조건, 공조계통 해석을 위한 기초자료를 제시하였다.

• Clean Technology
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• v.13 no.2
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• pp.151-158
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• 2007

An experimental study to investigate the condensing heat transfer characteristics of small diameter horizontal double pipe heat exchangers with R-22 and R-410A was performed. Experimental facility was constructed to calculate and observe HTC(heat transfer coefficients), flow patterns and pressure drop. The main components include a liquid pump, an evaporator, a condenser(test section), a sight-glass, pressure taps and measurement apparatus. Two pipes of different diameters are tested; One 5.35 mm ID 0.5 mm thick, the other 3.36 mm ID 0.7 mm thick. The mass flow rate ranged from 200 to $500\;ks/m^2{\cdot}s$ and heating capacity were form 1.0 to 2.4 kW. The flow patterns of R-22 and R-410A were observed with a high speed camera through the sight-glass. The tests revealed that HTC of R-410A was higher than that of R-22 by maximum 5%. Annular pattern was observed for the most cases but stratified flow was also detected when x<0.2. The pressure drop in 3.36 mm ID pipe was higher than that of 5.35 mm by $30{\sim}50%$. Comparing with previous correlations such as Shah, Fujii and Soliman's, Fujii' showed the best good agreement with my data with a maximum deviation of 40%.

• Clean Technology
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• v.14 no.1
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• pp.53-60
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• 2008

The condensation heat transfer coefficients and pressure drops of hydrocarbon refrigerants (R-290 and R-600a) and hydrochlorofluorocarbon (HCFC) refrigerants were measured in the two horizontal double pipe heat exchangers with inner diameters of 10.07 mm and 5.80 mm at a mass flux of $35.5{\sim}210.4\;kg/m^2s$ and the condensation temperature of $40^{\circ}C$. The average condensation heat transfer coefficients of hydrocarbon refrigerants were higher than that of HCFC refrigerant(R-22). The pressure drop had a magnitude in the order of R-600a > R-290 > R-22. The pressure drops in the tubes with inner diameter of 10.07 mm were approximately $6{\sim}15%$, $9.8{\sim}12.5%$ and $2.1{\sim}4.6%$ higher for R-600a, R-290 and R-22, respectively, than those with inner diameter of 5.80 mm. The condensation heat transfer coefficients were compared with the published experimental data, and showed the best agreement with Haraguchi et al.'s correlation.