• 설비공학논문집
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• 제13권8호
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• pp.746-756
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• 2001

An experimental study was conducted to investigated the effect of refrigerant flow control on the performance of a variable-speed heat pump operating in both cooling and heating mode. For this purpose, cooling and heating capacity, EER and refrigerant mass flow rate corresponding to an electronic valve as well as a capillary tube were measured as functions of compressor speed, length of capillary tube (or valve opening of the electronic valve), refrigerant charge, and outdoor temperature. From the comparison of experimental results, it was found that the performance variation due to the electronic valve opening became significant as the operating conditions(outdoor temperature and compressor speed) deviated from the standard condition at which heating capacity and EER were rated for the indicated capillary tube.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.357-362
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• 2008

The present study has been conducted variable refrigerant flow system applied building. Multi air-conditioning system has some benefits : easier building management and maintenance and energy saving. Recently, the system heat pump has been employed in medium-sized and tall buildings. However, the performance data and design method for system heat pump are limited in literature due to complicated system parameters and operating conditions. In the present study, case study of a system heat pump applied various building. The aim of this paper is to application multi air-conditioners and to inform the benefits of multi air-conditioners.

• 에너지공학
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• 제23권4호
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• pp.230-235
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• 2014

본 연구에서는 프로토 타입 베인 팽창기가 적용된 초소형 유기 랭킨사이클을 구성하고, 팽창기 전단 온도가 약 $110^{\circ}C$이고, 냉매유량을 일정하게 유지한 조건에서 베인 팽창기 회전수를 변화시키면서, 팽창기 출력, 효율 및 팽창기 전후단 압력, 온도 등을 측정하였다. 베인 팽창기 성능 측정 결과 팽창기 회전수가 증가됨에 따라 팽창기 출력 및 효율이 증가하였다. 팽창기 전효율은 500 rpm 회전수 조건에서 6~7%이고, 1000 rpm 에서는 11~12%임을 보였다. 팽창기 전효율이 낮은 원인은 팽창기 체적효율이 낮기 때문인 것으로 분석되었으며, 향후 체적효율을 향상시키기 위해 팽창기 누설을 개선하기 위한 연구가 진행될 예정이다.

• 한국가스학회지
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• 제12권1호
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• pp.48-53
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• 2008

본 연구는 세관내 R-22와 R-410A의 응축 열전달 계수를 실험적으로 조사하였다. 냉매 순환루프의 주요 구성품은 수액기, 변속 액펌프, 질량유량계, 증발기(예열기), 응축기(시험부)로 구성된다. 시험부는 평활, 수평 동관으로 내관의 내경과 외경이 각각 1.77 mm와 3.38 mm이다. 냉매 질량유속은 $450{\sim}1050\;kg/(m^2s)$이고, 입출구 평균건도는 $0.05{\sim}0.095$이다. 주요 실험결과를 요약하면, 응축 열전달 계수는 질량유속과 건도이 증가할수록 증가하였고, R-410A의 응축 열전달 계수가 R-22에 비해 약간 높았다. 종래의 상관식과 비교한 결과, 저건도와 저질량유속을 제외하고는 실험값과 종래의 상관식으로 예측한 값의 차이가 큰 것으로 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제11권3호
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• pp.44-48
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• 2007

본 연구는 코일직경변화에 따른 헬리컬 코일 가스냉각기내 초임계 $CO_2$의 냉각 열전달 특성에 대해 실험적으로 조사하였다. 냉매 순환루프의 주요구성품은 수액기, 변속펌프, 질량유량계, 예열기, 헬리컬 코일형 가스냉각기(시험부)로 구성된다. 시험부는 내경 4.55 mm의 평활 동관과 26.75 mm와 41.35 mm인 코일직경으로 이루어져 있다. 냉매질량유속은 $200kg/m^2s$에서 $800kg/m^2s$가지 변화시켰고, 가스냉각기의 입구압력 범위는 7.5 MPa에서 10.0 MPa까지이다. 코일직경이 26.75 mm인 가스냉각기내 이산화탄소의 냉각열전달 계수가 코일직경이 41.35 mm인 열전달 계수보다 높은 것으로 나타났다. 또한 초임계 상태에서 제안한 종래의 냉각 열전달 상관식과 비교한 결과, 대부분의 상관식이 과소예측되었고, 그 중에서도 이산화탄소의 냉각 열전달 계수는 Pilta 등이 제안한 상관식과 좋은 일치를 보였다. 하지만, 유사임계 온도 영역부근에서는 실험데이터가 더 큰 것으로 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제11권3호
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• pp.1-6
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• 2007

본 연구에서는 경사진 헬리컬 코일형 동관내 이산화탄소의 증발 열전달 계수와 압력강하를 실험적으로 조사하였다. 냉매 순환루프의 주요구성품은 수액기, 변속펌프, 질량유량계, 예열기, 경사진 헬리컬 코일형 가스냉각기(시험부)로 구성된다. 시험부는 내경 4.55 mm의 평활 동관으로 이루어져 있다. 냉매질량 유속은 $200kg/m^2s$에서 $600kg/m^2s$까지 변화시켰고, 가스냉각기의 입구압력은 7.5 MPa에서 10.0 MPa까지이다. 경사진 헬리컬 코일관내 이산화탄소의 열전달 계수는 질량유속과 냉각압력의 증가와 함께 따라 증가하였다. 이산화탄소의 압력강하는 헬리컬 코일관내 단상 상관식인 Ito식과 좋은 일치를 보였고, 이산화탄소의 국소 열전달 계수는 Pilta 등이 제안한 상관식과 좋은 일치를 보였다. 하지만, 유사임계 온도 영역부근에서는 실험데이터가 더 높게 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.27-36
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• 2018

그간 마이크로핀관 내 증발 열전달 및 압력 손실에 대하여 다수의 연구가 수행되었다. 하지만 대부분의 연구는 에어컨이나 히트 펌프에 사용되는 냉매에 대하여 수행되었고 R-404A에 대해서는 매우 제한된 연구만이 존재한다. R-404A는 근공비혼합냉매로 오존층 파괴와 관련하여 R-502를 대체하여 주로 저온 냉동, 냉장에 사용되고 있다. 본 연구에서는 낮은 질량유속 ($80kg/m^2s$에서 $200kg/m^2s$)에서 외경 9.5 mm 마이크로핀관 내 R-404A 증발 열전달 실험을 수행하였다. 또한 비교를 위해 외경 9.5 mm 평활관에 대한 실험도 수행하였다. 실험 결과 마이크로핀관의 전열촉진비는 질량유속이 증가할수록, 열유속이 감소할수록 증가하였다. 이러한 현상은 마이크로핀에 의한 대류 열전달의 증가와 열유속의 상대적 기여에 의한 것으로 판단된다. 또한 실험 범위에서 마이크로핀관의 마찰손실이 평활관의 마찰손실보다 다소 (최대 28%) 크게 나타났다. 기존 상관식은 저유량 R-404A 열전달계수 및 압력손실을 적절히 예측하지 못하는데 이는 본 실험 범위가 기존 상관식의 범위 밖에 있기 때문으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.15-20
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• 2017

최근 들어 가정용 공조기가 겨울철에 히트 펌프로도 사용된다. 이 때 실외기는 저온의 외기와 열전달을 하며 관내의 냉매를 증발시킨다. 반면 여름철에 냉방기로 사용될 경우 실외기는 고온의 외기와 열전달을 통해 관 내의 냉매를 응축시킨다. 즉, 동일한 열교환기가 여름철에는 응축기로, 겨울철에는 증발기로 사용되고 외기 조건도 겨울철의 저온에서 여름철의 고온까지 넓은 범위에 놓이게 된다. 본 연구에서는 표준 설계 온도 조건에서 얻어진 j와 f 인자가 저온 운전 시에도 무리없이 적용 가능한지를 실험을 통하여 확인하였다. 이를 위하여 2열 루버 핀-관 열교환기에 대하여 외기 온도를 변화시키며 일련의 실험을 수행하였다. 또한 관 내측의 브라인의 유량이 미치는 영향도 살펴보았다. 실험 결과 외기의 온도 변화가 j와 f 인자에 미치는 영향은 무시할 만 하였다. 모든 j와 f 인자는 각각 9%, 3% 내에서 일치하였다. 따라서 표준 조건에서 얻어진 j와 f 인자를 저온 조건에 사용하여도 무리가 없다고 판단된다. 또한 관 내측 유량 변화가 j와 f 인자에 미치는 영향이 미미한 것으로 미루어 관 내측 상관식의 적용이 적절하다고 판단된다.

• 한국진공학회지
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• 제16권5호
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• pp.388-396
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• 2007

KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) 전류인입선(CL; Current Lead)은 4.5 K의 저온에서 운전되는 초전도 버스라인과 300 K의 실온에서 운전되는 MPS (Magnet Power Supply)를 전기적으로 연결하는 장치이다. 초기 플라즈마 발생시험을 위하여 TF (Toroidal Field) 및 PF (Poloidal Field) 리드박스에 전류인입선이 설치된다. TF 자석용 CL은 17.5 kA급 4 개의 CL에 최대 35 kA의 DC 전류가 인가되며, PF 자석용은 13 kA급 14 개의 CL에 350초간 $20\;{\sim}\;26\;kA$의 펄스 전류가 인가된다. 각각의 전류인입선은 TF 및 PF 자석에 전류를 인가하기 위한 버스라인이 연결되어 있으며, 전류인입선을 통해 초전도 버스라인으로 전달되는 전도열 및 전류인가시 발생되는 주울(Joule) 열을 차단하기 위한 헬륨냉매 제어시스템이 KSTAR 주장치와는 별도로 설치되어 있다. 리드박스 내 외부의 배관 및 제어시스템 설치완료 후 고진공 배기, 헬륨 누설검사, 전류인입선 유량 검사 및 액체질소 냉각시험을 실시하여 장치의 성능검증을 완료하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.23-30
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• 2016

본 연구에서는 길이 4.5 m와 7.5 m의 다중관 $CO_2$ 급탕 열교환기의 열전달 및 압력강하 특성을 ${\epsilon}-NTU$ 방법을 사용하여 해석하고 결과를 기존의 실험 데이터와 비교하였다. 급탕 열교환기는 쉘측에 물이 흐르고 8개로 구성된 내부 튜브에 $CO_2$를 흐르게 하였으며 열전달 효율을 최대화하기 위하여 대향류로 설계하였다. 각 노드에 대한 물과 $CO_2$ 냉매의 유동에 대한 에너지 평형 방정식은 단면분할법을 이용하여 해석하였다. 열전달율 계산값은 실험값과 ${\pm}5%$ 범위 내에서 잘 일치하였다. 반면에 물의 출구온도는 물 유량이 증가함에 따라 거의 선형적으로 감소하며 계산값과 실험값은 ${\pm}3%$ 내에서 일치하였다. 결과에서 열전달율은 4.5 m와 7.5 m 급탕 열교환기 모두 물 유량 또는 $CO_2$ 입구온도가 증가함에 따라 거의 선형적으로 증가하였으며, 반면에 물 유량이 증가함에 따라 물의 출구온도는 선형적으로 감소하였다. $CO_2$ 압력강하 계산값과 실험값은 $CO_2$가 고유량일 때 5 % 내에서 잘 일치한 반면에 $CO_2$가 저유량일 때 실험값이 약 20 % 높게 나타났다.