• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.31-36
• /
• 2021

최근에 지구온난화 문제로 인하여 자동차 공조시스템은 GWP 지수가 높은 R134a 냉매를 대체할 수 있는 대체 냉매를 적용하고 있다. 본 연구에서는 R1234yf 냉매를 사용하여 내부열교환기와 가면용량형 팽창밸브인 TXV를 적용한 자동차 공조시스템의 성능특성을 해석하였다. 상용 소프트웨어인 Amesim을 이용하여 주요 부품인 압축기, 응축기, 팽창장치, 증발기와 내부열교환기를 모델링을 하여 외기온도와 응축기 휜 피치 변화에 따른 냉동사이클 시뮬레이션을 수행하였다. 외기온도가 30℃에서 40℃로 증가함에 따라 시스템의 냉방용량은 3.1% 감소하고, 압축기 소비동력은 17.1% 증가하였다. 또한, 응축기의 휜 피치를 0.8 mm에서 1.4 mm로 증가시키면서, 사이클 성능특성을 해석하였다. 휜 피치가 1.0 mm 클 경우에 응축기의 방열량은 감소하였고, COP는 5.9% 까지 감소하였다. 응축기 휜 피치가 1.0 mm 보다 작은 0.8 mm에서는 시스템 성능에 큰 변화가 없어 휜 피치 1.0 mm에서 최적의 성능을 나타내는 것으로 분석되었다.

• 한국가스학회지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.36-40
• /
• 2015

본 연구에서는 소형(1L 미만) 재충전 가능 프로판 용기의 안전성을 향상시키기 위하여, 화염 노출 시나리오에 대한 실험을 실시하였다. 화염에 노출된 용기는 내부 프로판의 액팽창에 의해 내압이 급격히 상승하게 되어 파열의 가능성이 존재한다. 따라서 내부의 과압을 해소시키기 위한 열 감응식 안전밸브를 부착하여, 용기가 파열되지 않고 내부 프로판을 외부로 분출하도록 유도하였다. 용기를 감싼 화염의 온도는 평균 $600^{\circ}C$였으며, 안전밸브를 통해 분출되는 프로판이 2차 연소를 유발하여 최대 $700^{\circ}C$까지 상승하였다. 그 결과 용기의 변형은 발생하였지만, 파열은 일어나지 않았다. 프로판용 압력용기의 화염시험 규정이 존재하지 않는 만큼, 화염에 노출 가능성이 존재하는 레저용 용기에 대한 선행연구로써, 본 연구의 결과는 추후 프로판 압력용기의 성능 평가에 있어 중요한 자료가 될 것으로 기대한다.

• 동력기계공학회지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.69-75
• /
• 2014

The pressure and temperature characteristics of mixed refrigerant gases in bulb for thermostatic expansion valve were studied using R22 refrigerant and $N_2$ gases. The characteristics of mixed refrigerant gases were investigated according to pressure variation and the variation of composition ratio of R22 refrigerant and $N_2$ gases in the temperature range of -$15^{\circ}C$~$15^{\circ}C$. The Maximum operating pressure(MOP) of mixed refrigerant gases were showed a tendency to decrease with decreasing the mixing ratio of $N_2$ gas. The characteristics in the case of the mixing ratio of 90:1 for R22 refrigerant and $N_2$ gases were the same result as Reference refrigerant. In addition, the characteristics of the mixed refrigerant gases in the mixing ratio of 90:1 for R22 refrigerant and $N_2$ gases were showed almost linear in the measurement range of pressure-temperature, and the physical properties also were showed similar results with Reference refrigerant. It was able to confirm that a MOP on the thermostatic expansion valve for sensing bulb can be maintained by adjusting the mixing ratio of R22 refrigerant and $N_2$ gases.

• 한국가스학회지
• /
• 제11권1호
• /
• pp.46-50
• /
• 2007

LPG저장설비나 용기에서 유입되는 LPG가 기화기로부터 충분한 열을 공급받지 못해 액체 상태로 기화기 출구를 통해 나가게 될 경우를 대비하여 설치한 액 유출 방지장치가 정상적으로 기화기 출구부를 차단하지 못하면 기화기 후단부에 설치한 계량기등이 LPG의 순간적인 부피팽창으로 인하여 고장나거나 파열하게 된다. 따라서 이와 같은 기화기 관련 사고를 분석하기 위하여 새롭게 개발한 투명기화통을 이용하여 기화기의 성능평가 및 액유출 방지장치를 분석하였다. 이로부터 액 유출 방지장치 플로트 밸브의 적절한 비중값과 자연대류만으로 열전달을 수행하는 LPG 기화기에 적합한 온도조절 범위를 결정하였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.33-40
• /
• 2020

해양플랜트용 HVAC(Heating Ventilation and Air-Conditioning) 시스템의 컨덴싱 유닛(condensing unit)의 경우, DX(Direct Expansion) 코일보다는 온도 안정성이 뛰어난 칠러 시스템(chiller system)을 주로 사용하고 있다. 칠러시스템의 구성품 중 대형 냉매압축기와 전자식 팽창밸브 등은 대부분 수입되고 있다. 이에 칠러 시스템의 크기는 국내에서 제작되는 열교환기(증발기, 응축기)에 의해 좌우된다. 현재 갈수록 심화되고 있는 사용공간의 제한으로 인해 선주사 및 조선소에서는 장비 크기를 컴팩트하게 해줄 것을 메이커에 지속적으로 요구하고 있다. 이에 본 논문에서는 해양플랜트에서 만액식(flooded) 칠러 시스템의 증발기로 주로 사용되고 있는 쉘-튜브형 열교환기를 컴팩트한 플레이트-쉘 열교환기로 대체하기 위한 주요개발과정을 소개하고, 이와 함께 개발된 플레이트-쉘 열교환기를 실제 증발기로 적용한 만액식 칠러 시스템을 제작하여 그 성능을 실험적으로 평가하였으며 그 결과를 제공하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제11권12호
• /
• pp.4721-4726
• /
• 2010

본 논문은 압축기 인버터 주파수 제어에 따른 CO2용 수냉식 열펌프의 성능 특성에 대해서 실험적으로 조사하였다. 실험장치는 압축기, 가스냉각기, 팽창밸브, 증발기, 내부 열교환기, 수액기로 구성된다. 실험장치에 사용된 모든 열교환기는 동관으로 제작된 이중관식 대향류형이다. 가스냉각기와 증발기는 2.4 m인 소시험부 6개와 4개로 각각 구성된다. 실험결과를 요약하면, 우선 증발기와 가스냉각기의 입구온도와 냉매유량이 일정한 조건하에서 압축기 인버터 주파수가 증가할수록 압축비와 토출압력이 증가한다. 또한 인버터 주파수가 증가할수록 난방능력과 압축일량은 증가하는 반면 성능계수는 감소한다. 그리고 증발기 입구 2차유체의 온도가 $15^{\circ}C$에서 $25^{\circ}C$로 증가함에 따라 압축비와 압축일량은 감소하지만 질량유량, 난방능력, 성능계수는 증가한다. 위의 이러한 경향은 종래의 프레온계 냉매 시스템의 성능 변화와 유사하다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권12호
• /
• pp.723-729
• /
• 2019

터보과급기는 엔진에 장착하여 연비를 개선하는 효과적인 장치로 디젤엔진과 가솔린엔진 모두에서 광범위하게 사용되고 있다. 본 연구에서는 승용차용 가솔린엔진에 사용되는 트윈스크롤 터보과급기에서 발생하는 맥동유동의 질량유량을 측정하였다. 자체 설계 제작한 맥동유동장치를 사용하여 맥동이 있는 비정상상태에서 유동의 질량유량을 측정하였고, 맥동이 없는 정상상태의 질량유량과 비교 분석하였다. 맥동유동장치는 회전하는 상판과 고정된 하판을 사용하여 변하는 엔진의 배기밸브 유효면적을 반영하였다. 맥동이 있는 비정상상태 질량유량을 측정하기 위하여 차압식 압력계를이용한 오리피스 유량계를 사용하였다. 이때 기체의 온도와 절대압력을 측정하여 기체 밀도 변화를 고려하였다. 터보과급기의 저속 성능을 분석하기 위하여 압축공기를 사용하여 터보과급기 회전속도 60,000rpm에서 100,000rpm의 범위에서 측정을 수행하였다. 비정상상태의 질량유량은 정상상태와 비교하여 크게 다른 결과를 보였다. 정상상태 질량유량 계수는 터빈 팽창비가 증가함에서 따라 증가하지만, 비정상상태 질량유량 계수는 정상상태 값 주변의 히스테리시스 루프를 형성하며 변화량은 정상유동 기준 최대 5.0배이다. 이것은 맥동유동에 의하여 터빈 볼류트 공간에서 충진과 방출이 일어나기 때문이다.