• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.13 no.4
• /
• pp.1427-1433
• /
• 2012

In this paper, cycle performance analysis of cascade refrigeration system using alternative FREON refrigerants and natural refrigerants are presented to offer the basic design data for the operating parameters of the system. The operating parameters considered in this study include subcooled and superheated degree, and condensing and evaporating temperature, temperature difference of cascade heat exchanger in cascade refrigeration system. The COP of cascade refrigeration system increases with the increasing subcooled degree, but there is no significant changes with the increasing superheated degree. The COP of cascade refrigeration system depends on evaporating and condensing temperatures of cascade heat exchanger. Therefore, subcooled degree, evaporating and condensing temperature of cascade heat exchanger using alternative FREON refrigerants and natural refrigerants have an effect on the COP of this system. In this paper, COP of cascade refrigeration system using (R23 / R290), (R23 / R600), (R23 / R600a), (R23 / R717), (R744 / R404A) are higher 20 ~ 36 % than (R23 / R22), using R23 for low temperature system and R22 for high temperature system.

• Journal of the Korean Institute of Gas
• /
• v.16 no.3
• /
• pp.42-47
• /
• 2012

In this paper, alternative natural refrigerant R290(Propane), R600(Butane), R717(Ammonia), R1270(Propylene) for freon refrigerant R22 were used working fluids for 2-stage compression and 1-stage expansion refrigeration system. The operating parameters considered in this study included evaporation temperature, condensation temperature, subcooling degree, superheating degree, mass flow rate ratio of inter-cooler. The main results were summarized as follows : The COP of 2-stage compression and 1-stage expansion refrigeration system increases with the increasing subcooling degree and mass flow rate ration of inter-cooler, but decreases with the increasing evaporating temperature, condensing temperature and superheating degree. Therefore, subcooling degree, mass flow rate ratio of inter-cooler of 2-stage compression and 1-stage expansion refrigeration system using natural refrigerants have an effect on COP of this system. The COP of natural refrigerants was higher than the COP of freon R22 in this study, so points to be considered are the security, the attached facilities for natural refrigerants than COP.

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

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.9 no.2
• /
• pp.264-269
• /
• 2008

This paper presents the experimental results of evaporation heat transfer coefficients of HC(e.g. R290 and R600a), R-22 as a HCFCs refrigerant in horizontal double pipe heat exchangers, having four different inner diameters of 10.07 mm and 6.54 mm respectively. The experiments of the evaporation process were conducted at mass flux of $35.5{\sim}210.4\;kg/m^2s$ and cooling capacity of $0.95{\sim}10.1\;kW$. The main results were summarized as follows : The average evaporation heat transfer coefficient of R-290 and R-600a was higher value than that of R-22. In comparison with R-22, the evaporation heat transfer coefficient of R-290 and 600a is approximately $56.7{\sim}70.1$ and $46.6{\sim}59.7%$ higher, respectively. In comparison with experimental data and some correlations, the evaporation heat transfer coefficients are well matched with the Kandlikar's correlation regardless of a type of refrigerants and tube diameters.

• Journal of Hydrogen and New Energy
• /
• v.19 no.4
• /
• pp.331-339
• /
• 2008

본 논문은 내경 7.73 mm와 5.80mm의 수평관내 프레온계 냉매 R-22와 탄화수소계 냉매 R-290과 600a의 응축 열전달 계수의 실험적 결과를 나타내었다. 실험장치는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 등으로 구성된다. 응축 실험은 질량유속 $35.5{\sim}210.4\;kg/m^2s$이고, 응축온도 40$^{\circ}C$인 조건에서 수행하였다. 주요 결과를 요약하면 다음과 같다. 탄화수소계 냉매 R-290과 R-600a의 평균 열전달 계수는 프레온계 냉매 R-22보다 높게 나타났으며, R-600a의 평균 열전달 계수가 모든 관경에 대해 가장 높게 나타났다. 실험결과와 종래의 상관식을 비교한 결과, 모든 관경과 냉매에 대해 Haraguchi 등의 상관식이 가장 좋은 일치를 보였다. 그 중에서 Cavallini-Zecchin의 상관식은 7.73 mm 관경의 실험데이터와, Dobson 등의 상관식은 내경 5.80 mm 관경의 데이터와 좋은 일치를 보였다.

• Solar Energy
• /
• v.15 no.3
• /
• pp.75-90
• /
• 1995

This paper is concerned about alternative refrigerants for HCFC22 used in room air conditioners and heat pumps. Computer simulation of residential air conditioners using refrigerant mixtures is carried out. Following refrigerants are selected as the pure refrigerants constituting the mixtures studied: R32, R124, R125, R134, R134a, R143a and R152a. Simulation results are presented fur the following mixtures: R32/R134a, R32/R152a, R32/R134, R32/R124, R143a/R134a, R143a/R152a, R143a/R124, R125/R134a, R125/R152a, R125/R124, R32/R152a/R134a, R32/R152a/R134, R32/R152a/R124. The best fluid is found to be the ternary mixture of R32/R152a/R124. For that mixture, the coefficient of performance(COP) and volumetric capacity for refrigeration(VCR) are 13.7% larger and 23% smaller than the respective values for HCFC22. R32/R124 mixture is the best binary fluid pair whose COP and VCR are 13.4% larger and 9.6% smaller than those for HCFC22.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
• /
• v.31 no.7
• /
• pp.65-70
• /
• 2002

지구의 오존층을 보호하기 위한 몬트리올 의정서가 1987년 채택된 이후 오존층 파괴물질의 사용이 점차 감소되고 있다. 선진국의 경우 1995년 말부터 CFC냉매의 생산을 전폐하였고, HCFC냉매의 경우는 2020년 전폐를 목표로 대체냉매를 이용한 응용 기술개발 및 제품 생산이 진행되고 있다. 가정용 냉장고 및 차량용 에어컨에는 R-12의 대체냉매로 R-134a가 도입되었으며, 유럽을 중심으로 냉장고에는 HC계 냉매인 R-600a도 대체냉매로 사용되고 있다. 가정용 에어컨에는 혼합냉매인 R-407c 와 R-410a가 R-22 냉매를 대체하여 적용되고 있다. 그러나 현재, CFC및 HCFC 대체 냉매로 많이 사용되고 있는 HFC계 냉매도 지구 온난화 지수가 대단히 큰 문제를 가지고 있다. 1997년 채택된 교토의 정서에는 HFC계 냉매가 온실효과가 가스 배출규제물질에 포함되어 있다. 이에 따라서 오존층의 파괴지수가 영이고 지구온난화지수도 거의 없는 자연냉매가 주목을 받게 되었으며, 자연 냉매의 하나인 이산화탄소 ($CO_2$R744) 냉매의 응용기술 및 제품개발 연구가 선진국을 중심으로 폭넓게 진행되고 잇다. 본고에서는 $CO_2$냉매의 일반적인 특성을 간단히 소개하고 일본에서 진행되고 있는 $CO_2$냉매를 적용한 급탕시스템의 제품개발 및 시장현황에 대해서 기술하기로 한다.

• Journal of the Korean Solar Energy Society
• /
• v.31 no.5
• /
• pp.67-76
• /
• 2011

생활공간 냉난방용 열펌프의 성능향상을 위해 R22의 대체 냉매로서 새로운 혼합냉매R22/R23/R152a(RM-1)을 개발하고 U. S. A.의 NIST사의 REFPRO Pprogram을 이용해 이 혼합냉매의 P-h diagram을 구성하여 실용화에 이용할 수 있도록 하였다. 본 연구는 실험을 통해 R22와 RM-1의 열펌프 성능효과를 분석하였다. 입 출구 물의 온도와 제2의 전열매체로서 물의 질량유량, 압축기의 소요 에너지 그리고 열펌프의 기타 열적 특성을 다양한 조건하에서 측정하였다. 이 실험 데이터를 통해 공기-물 열펌프 시스템에서의 RM-1과 R22의 성능계수(COP)를 비교하였다. 이를 통해, 혼합냉매 RM-1을 사용하는 열펌프 시스템은 외기온 $-17^{\circ}C$에서도 2.2의 성능계수로 작동하는 결과를 본 연구에서 보여주었다.

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

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.35 no.2
• /
• pp.129-135
• /
• 2011

An ice-making model has been developed and analyzed in this study. The effects of the following on the ice formation on the outer surface of a tube in which a refrigerant flows and boils are numerically investigated: thermal resistance of the refrigerant and thermal resistance of the ice formed on the outer surface of the tube. The ice thickness and related variables are analyzed in the case of the refrigerants R22 and R134a by using the expressions for phase-change heat transfer and boiling heat transfer coefficient. Vapor qualities of the refrigerants range from 0 to 0.8. As a result, up to the first 30 min, the internal convection resistance is higher than the thermal resistance of the ice on the external surface of the tube. However, after about 30 min, the thermal resistance of the ice increases remarkably due to the increase in the ice thickness. Thus, the heat flux to the refrigerant decreases, and further, the refrigerant quality and the boiling heat transfer coefficient also decrease. As the heat transfer coefficient of R22 is higher than that of R134a, the mass of the ice formed when R22 is used is higher than that formed when R134a is used.