• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제24권2호
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• pp.24-30
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• 2000

The high-pressure natural refrigerant $CO_2$ is now being evaluated for use in the motor vehicle air-conditioning systems and for several types of unitary equipment. In this study thermodynamic properties of $CO_2$ is compared to those of R-22 and R-134a and the performance characteristics of $CO_2$ refrigeration cycle is analyzed. The results show that the optimum discharge pressure for the cycle performance exists. New design concept for the $CO_2$ refrigeration system should be developed due to the high-operating pressure of itself.

• 동력기계공학회지
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• 제16권4호
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• pp.30-36
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• 2012

A scroll expander has been designed to produce a shaft power from a R134a Rankine cycle for electricity generation. Heat was supplied to the Rankine cycle through a heat exchanger, which received heat from another cycle of water. In the water cycle, water was heated up in a boiler using biogenic solid fuel. The designed scroll expander was a horizontal type, and a trochoidal oil pump was employed for oil supply to bearings and Oldham-ring keys. For axial compliance, a back pressure chamber was created on the backside of the orbiting scroll base plate. Numerical study has been carried out to estimate the performance of the designed scroll expander. The expander was estimated to produce the shaft power of about 2.9 kW from a heat supply of 36 kW, when the temperature of R134a was $80^{\circ}C$ and $35^{\circ}C$ at the evaporator and condenser of the Rankine cycle, respectively. The expander efficiency was about 70.5%. When the amount of heat supply varied in the ranges of 7.5~55 kW, the expander efficiency changed in the range of 45.6~70.5%, showing a peak efficiency of 70.5% at the design shaft speed.

• 설비공학논문집
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• 제9권3호
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• pp.376-388
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• 1997

In this study, an experiment was performed to investigate the characteristics of pressure drop and heat transfer of multi-channel tubes for automotive condenser using HFC-134a as an alternative refrigerant. The mass flux and inlet saturation pressure of the refrigerant were controlled, respectively, in the range of 200 to $500kg/m^2s$ and 1.0 to 1.6MPa. Pressure drop and heat transfer coefficient were compared with the previously proposed correlations and new correlations based on Traviss' correlation were suggested. Prediction of pressure drop and heat transfer coefficient based on the new correlations agrees with experimental results within ${\pm}9%$ and -18~+11%, respectively.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권4호
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• pp.317-324
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• 2015

본 연구에서는 아파트단지에 적용되는 태양열 급탕 시스템의 에너지 활용도를 높이기 위해 유기랭킨사이클을 적용하여 해석적 연구를 수행하였다. 시스템 해석은 Aspen $Plus^{(R)}$을 활용하였으며 태양열집열기는 급탕 온도와 유기랭킨 사이클의 운전 조건을 고려하여 진공관형 집열기를 적용하였다. R134a, R141a, R245fa 등의 냉매를 작동유체로 선정하였으며, 시스템 성능해석을 통하여 R245fa 냉매가 적용가능성이 가장 높게 나타났다. 비가역성 해석과 민감도 해석을 통해 유기랭킨 사이클 시스템의 효율 및 성능 확보를 위해서는 증발기와 터빈에 대한 기술 개발이 매우 중요하다는 것을 밝혀냈으며, 순수 급탕으로만 활용하는 시스템에 전기 생산 설비를 추가하게 되면 약 50%의 추가적인 경제성이 확보됨을 확인하였다.

• 태양에너지
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• 제18권2호
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• pp.91-104
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• 1998

본 연구에서는 냉매 HFC134a를 사용한 배치형 열펌프건조기(Batch type heat pump dryer)에 대하여 수치적 해석을 수행하였다. 즉 냉매의 과열도와 과냉도를 일정하게 유지하고 공기의 질량유량, 공기의 바이패스비(bypass ratio), 압축기의 회전속도, 건조기의 입구건구온도에 따른 건조기의 성능을 분석하였다. SMER에 대하여 수치해와 실험치를 비교한 결과 최대 10%이내에서 잘 일치 하였다. 또한 공기의 질량유량에 대하여 적정공기의 바이패스비가 존재하며, 건조기 입구온도가 $35^{\circ}C$이고, 압축기 회전속도가 1360rpm일 때, 공기질량유량이 0.5kg/s에서는 공기의 바이패스비가 30%, 0.7kg/s에서는 공기의 바이패스비가 40%, 0.9kg/s와 1.1kg/s에서는 공기의 바이패스비가 50%에서 최대의 SMER이 나타다. 그리고 압축기 회전속도가 증가함에 따라 SMER은 감소지만 COP는 증가하고 건조기의 입구건구온도가 증가함에 따라 SMER과 COP는 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권10호
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• pp.4308-4313
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• 2011

본 연구에서는 친환경 대형 버스 차량에 적용되는 루프형 전동식 냉방시스템의 성능특성을 파악하기 위하여 스크롤 압축기의 주파수 및 승차 공간의 온도인 내기온도를 변화시켜가면서 다양한 실험을 진행하였다. 이를 위하여 인버터로 구동되는 전동식 스크롤 압축기를 적용한 냉방시스템을 설계 및 제작 하였고 냉매 충진량 실험을 통하여 루프형 전동식 냉방시스템의 충분한 과냉도를 확보할 수 있는 최적 냉매 봉입량을 선정하였다. 압축기 주파수가 55 Hz에서 65 Hz로 증가함에 따라 냉방시스템의 증발용량은 4.3% 증가하였으나 냉방 COP는 14.1% 감소하였고, 내기온도가 $27^{\circ}C$에서 $35^{\circ}C$로 증가함에 따라 냉방시스템의 증발용량 및 COP는 각각 9.17%와 1.43% 증가하였다. 더불어 전동식 스크롤 압축기를 구동하는 인버터의 작동 효율은 내기온도 변화보다는 압축기 주파수 변화에 더 큰 영향을 받는 것을 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.45-56
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• 2014

한대지역은 계절 변화에 따라 동결융해가 반복되는 상부의 활동층과 하부의 영하상태로 항시 유지되는 영구동토층으로 구성되어 있다. 한대지역에서 여름철에는 동결되어 있는 지반을 융해시키기 때문에 지반 강도저하 및 침하가 발생한다. 이러한 강도저하 및 침하는 상부 구조물의 구조적 안정성에 문제를 야기시켜 활동층을 포함하고 있는 한대지역에서는 지반의 온도를 항시 영하상태로 유지할 수 있는 동결지반 안정화 공법이 필요하다. 열사이펀이란 구조체 내부에 충전된 냉매의 자가적인 열순환에 의해 지반의 온도를 항시 영하상태로 유지할 수 있는 지반 안정화 공법 이다. 본 연구에서는 열사이펀의 지반 동결성능을 분석하기 위해 R-134a 냉매를 이용하여 충전율에 따른 열사이펀의 지반 온도제어를 실내실험과 수치해석을 통해 분석하고 열사이펀의 열전도율을 산정하였다.

• 설비공학논문집
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• 제12권3호
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• pp.315-324
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• 2000

R-410A, R-407C, and four refrigerant mixtures composed of R-32, R-l34a, R-l43a, R-l52a, R-600(butane), and R-600a(isobutane) were tested in an attempt to replace R-22 used in most of the residential air conditioners. The performance evaluation was carried out in a psychrometric calorimeter test facility using a residential spilt type air conditioner under the KS rating conditions. Except for the lubricant and hand-operated expansion valve, the other parts of the air conditioner were the same with the commercial system. Performance characteristics were measured; COP, capacity, compressor power, and VCR. R-410A was shown to have 5.5% higher COP and 3.5% lower capacity than R-22. R-32/134a/600a (42.8/ 46.0/11.2 wt%) mixture have the best performance among the four refrigerant mixtures composed of hydrofluorocarbon and hydrocarbon. This inixture have 3.0% lower COP and 1.6% lower capacity than R-22.

• 설비공학논문집
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• 제16권6호
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• pp.522-529
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• 2004

In this study, external condensation heat transfer coefficients (HTCs) of flammable refrigerants of propylene, propane, isobutane, butane, DME, and HFC32 were measured on a horizontal plain tube, 26 fpi low fin tube, and Turbo-C tube. All data were taken at the temperature of 39$^{\circ}C$ with a wall subcooling of 3∼8$^{\circ}C$. Test results showed a typical trend that condensation HTCs of flammable refrigerants decrease with increasing wall subcooling. HFC32 had the highest HTCs among the tested refrigerants showing 44% higher HTCs than those of HCFC22 while DME showed 28% higher HTCs than those of HCFC22. HTCs of propylene and butane were similar to those of HCFC22 while those of propane and isobutane were similar to those of HFC134a. Based upon the tested data, Nusselt's equation is modified to predict the plain tube data within a deviation of 3%. For 26 fpi low fin tube, Beatty and Katz equation predicted the data within a deviation of 7.3% for all flammable refrigerants tested. The heat transfer enhancement factors for the 26 fpi low fin and Turbo-C tubes were 4.6∼5.7 and 4.7∼6.9 respectively for the refrigerants tested indicating that the performance of Turbo-C tube is the best among the tubes tested.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제22권2호
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• pp.210-218
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• 1998

Experimental results for forced convection condensationof Refrigerant-22 and ternary Refrigerant-407c(HFC-32/125/134a 23/25/52 wt%) considered as a substitute R-22 inside horizontal micor-fin tubes are presented. The test section was horizontal double-tubed counterflow condenser with a length 4000 mm micro-fin tube having 9.53 mm OD., 0.2 mm fin height and 60 fins. The refrigerants R-22 and R-407c were cooled by a coolant circulated in a surrounding annulus. The range of parameters of mass velocity was varied from 102.1 to 301.0kg/($\textrm{m}^{2}.s$) with inlet quality 1.0. Both refrigerant R-22 and its alternative refrigerant R-407c were tested within the same range of parameters. At the given experimental conditions for R-22 and R-407c the pressure drops for R-407c were considerably higher than those for R-22 at micro-fin tubes. Over the mass velocity range tested the PF(penalty factor)was lower than the increasing ratio of heat transfer area by fins. Based on the data correlation was proposed for predicting the frictional pressure drops for R-22 and R-407c for a duration of condensation inside a horizontal micro-fin tube.