• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.892-897
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• 2020

본 연구에서는 간접식 증발냉각 장치의 냉각 성능을 예측하고 다양한 공기 유량 및 물 분무 유량 조건을 만족하는 성능 상관식을 제안한다. 기존의 플라스틱 열교환기는 공조 공간의 크기에 따라 금형을 새로 제작해야 하기 때문에 높은 효율에도 불구하고 잘 사용하지 않았다. 한편 단프라시트는 일반적으로 두께가 얇아 열교환이 우수하고, 특히 제작이 매우 용이하다. 따라서 열교환기를 단프라시트로 제작할 경우 금형이 별도로 필요하지 않아 열교환기 제작 비용을 크게 절감할 수 있다. 이에 본 연구에서는 단프라시트로 다채널 열교환기를 제작하여 간접식 증발냉각 장치를 제작하였다. 성능 실험장치는 열교환기, 물 분사 노즐, 터보홴, 항온조, 순환 펌프, 온도 센서, 습도 센서, 차압식 유량계 및 자료획득 장치로 구성하였다. 증발냉각 시 공기 유량이 증가하면 유용도가 감소하였고, 수공비에 따라 유용도 최적점이 존재하였다. 등온 조건에서 냉각 성능을 예측하는 상관식과 실내 환기 온도와 외기 상태를 반영하는 성능 상관식을 제안하였다. 상관식들의 냉각 성능 오차는 4 % 이내였다.

• 기계저널
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• 제35권9호
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• pp.816-828
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• 1995

냉동공조용 열교환기의 종류, 특징, 기술개발 동향, 전망 등에 대해 요약한 결과를 정리하면 다 음과 같다. (1) 암모니아 냉매가 다시 각광을 받음에 따라 응축기의 형식도 크게 변하고 있다. 이러한 변화로 핀 튜브를 사용한 횡형, 금속용착형 플레이트 식, 플레이트 핀 식의 응축기들이 암모니아 용으로 적용되기 시작하고 있다. (2) 암모니아 냉동장치는 현재에도 많이 적용되고 있으나 대부분 중앙 집중식 천정증발기나 강관 제 유닛 쿨러를 사용하고 있다. 그러나 최근 기술의 발전과 더불어 알루미늄 관 알루미늄 핀 증발기가 개발됨에 따라 암모니아 냉매도 프레온 냉매와 마찬가지로 건식, 분산식으로 적용되게 되었으며 이 분야의 기술개발이 요청된다. (3) 열교환기의 연구 방향은 에너지 절약, 공간 절약에 기여하면서도 성능향상을 이룩할 수 있는 기술개발, 그리고 소음이 적은 기기 제조 기술이 요망된다. 또한, 착상에 대한 기술적 대책, 근 본적 대책에 대한 대비가 요망되며, 기존 냉매에 대한 대체 냉매용 최적 열교환기에 대한 적극적 연구가 요망된다. (4) 제한된 에너지 자원, 지구환경, 열악한 우리나라의 에너지 사정 등을 고려할 때 냉동공조용 열교환기의 성능 향상에 대한 국가와 일반 소비자들의 기대는 더욱 증가하리라 예상된다. 이들 요구를 만족시키기 위해서는 냉동공조용 열교환기의 성능 향상, 열교환기의 제작에 필요한 자 원의 절약, 생산성 향상, 설치장소와 관련한 효율적인 공간활용, 열교환기 자체 소음의 최소화 등의 방면에 착실한 연구 개발이 있어야 할 것이다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권2호
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• pp.114-121
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• 2013

미세채널을 갖는 증발형 열교환기의 효율을 평가하기 위하여, 공기의 온도와 물의 온도와 같은 열교환기의 상태값들을 계산하기위한 관계식들이 문제를 단순화하기 위한 몇 가지 가정을 적용한 Navier-Stokes 방정식으로부터 유도되었다. 미세채널내부는 물의 상태에 따라 3가지 영역으로 나누었다. 이 연구의 결과로써, 미세유로를 갖는 증발형 열교환기의 증발시작시점과 건조완료점을 계산하는 방정식이 제시되었다. 본 연구결과는 증발효과를 이용하는 미세채널형 열교환기의 설계, 성능예측 및 시험결과 분석 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 에너지공학
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• 제7권1호
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• pp.44-56
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• 1998

분리형 히트파이프식 열교환기는 증발기와 응축기를 폐열원과 열풍이 필요한 곳에 분리설치하고 증기 및 액체의 연락관으로 두 열교환기를 연결하여 하나의 폐루프를 구성하고 증발기와 응축기의 설치 높이차에 의해 작동이 이루어지는 것이다. 따라서 고온 및 저온유체의 병류 및 향류의 혼합배치가 용이하다는 장점이 있으나, 고온유체의 온도가 높을 경우에는 포화증기의 압력이 높아져 파이프가 견딜 수 있는 사용한계를 초과하게 될 수 있다. 또한 너무 낮으면 증기의 비체적증가와 함께 유속의 증가로 압력손실이 커져 설치높이차를 크게 하던지 증기연락관의 직경을 크게 하여야 하는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 설계과정에서 고온유체 및 저온유체의 온도, 유량 등이 정하여진 상태에서 병류 및 향류로 배치하는 경우에 분리형 히트파이프식 열교환기를 Lmtd방법으로 설계하고, 고온 및 저온유체의 온도 및 유량이 실제 운전과정에서 변화가능한 범위에 대해 Ntu 방법으로 열교환량,포화증기압력 및 압력손실에 따른 증발기와 응축기의 설치높이차 등에 대한 가동특성을 고찰하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권3호
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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.

• 설비공학논문집
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• 제28권7호
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• pp.283-287
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• 2016

One of the most important factors for determining the thermal performance of an evaporative cooling system is the wettability of the evaporative heat exchanger surface. Evaporation of a widely spread water film on the heat exchanger surface promotes heat transfer between the "dry" air and "wet" air passages. Hydrophilic coating is generally applied on the heat exchanger surfaces to increase the wettability of the heat exchanger surface and the COP of the evaporative cooling system. In this paper, a simple lamellar patterned structure is suggested to maximize the spreading of a water film on the vertically oriented walls. The capillary height of the lamellar structured grooves is analyzed through a theoretical model, and the results are compared with the numerical analysis through a finite element analysis tool, SE-FIT. A good agreement between the theoretical model and the numerical analysis can be observed as long as the channel depth is comparable to or larger than the channel width of the lamellar structure.

• 한국가스학회지
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• 제24권1호
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• pp.33-40
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• 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.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권9호
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• pp.743-749
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• 2015

본 연구의 목적은 간접식 증발냉각 장치의 성능을 예측하고, 장치를 공기조화기의 배기열 회수에 적용하였을 경우의 에너지 절약효과를 분석하는 것이다. 플라스틱 열교환기를 사용한 간접식 증발냉각장치의 성능 상관식을 여러가지 조건에서 얻어진 실험 데이터로부터 구하였으며, 이 상관식을 이용하여 환기와 외기의 조건을 변화시켜가면서 장치의 성능변화를 예측하였다. 또한 간접식 증발냉각장치의 배기열 회수에 의한 에너지 절약효과를 우리나라 몇개 도시의 표준기상데이터를 사용하여 분석하였다. 여름철 배기열 회수를 위한 현열냉각장치의 사용율은 평균 44.3%이며 증발냉각장치의 사용율은 96.7% 이다. 증발냉각장치의 배기열 회수에 의한 에너지 절약은 현열냉각장치에 비해서 훨씬 높으며, 서울의 경우 약 3.89 배로 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제2권4호
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• pp.25-33
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• 1998

본 연구는 LNG냉열활용을 위해 초저온 열교환시스템을 제작하고 액화질소와 에틸렌-글리콜 수용액을 작동유체로 사용하여 증발 열전달 특성실험을 수행하였다. 초저온 열교환기는 2중관식 열교환기이며, 내부관 지름이 8, 15 mm이며 길이는 6m이다. wire-coil inserts를 사용하여 열전달촉진 성능평가를 수행하였다. 액화질소와 에틸렌-글리콜 수용액의 출입구 온도, 벽면온도, 유량, 압력을 측정하였고, 이를 증발 열전달계수와 누셀트수를 계산하는데 사용하였다. 열전달상관식을 누셀트수, 프란틀수와 등가레이놀즈수의 멱법칙관계로 제안하였고, 그 결과 열전달촉진관이 평활관보다 2.5 ${\~}$ 5.5배정도 열전달이 증가되었다. 이 상관식을 이용하여 LNG냉열이용을 위한 초저온 2중관 열교환기를 설계하였고, 그 결과로 제시하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권2호
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• pp.113-120
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• 2010

마이크로채널 열교환기에서 R-134a의 증발열전달 특성에 관하여 실험적 연구를 수행하였다. 마이크로채널은 금속박판인 SUS304에 포토에칭 공정으로 식각되었으며, 13개의 금속박판은 차례로 적층되어 확산접합공정을 통하여 접합되었다. 본 연구에서는 R-134a의 증발온도, 질량유속 그리고 물의 입구온도의 변화에 따른 열전달 특성을 대향류 조건에서 실험하였다. 실험결과 R-134a와 물의 입구온도차가 클수록 증발열전달량은 증가하였으며, 증발열전달계수는 0.67 kW/$m^2{\cdot}^{\circ}C$에서 6.23 kW/$m^2{\cdot}^{\circ}C$이었다. 아울러 마이크로채널 열교환기에서 R-134a와 물의 열교환에 따른 증발열전달 특성에 영향을 미치는 Reynold수와 무차원 온도비 $\Theta$를 도출하여 Nusselt수에 관한 실험적 상관식을 제안하였다.