• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
• /
• v.18 no.3
• /
• pp.275-283
• /
• 2007

본 논문은 세관(ID<7 mm) 내 R-22와 R-134a의 증발 열전달과 유동양식에 대한 실험적 연구이다. R-22와 R-134a의 유동양식을 관찰하기 위해 내경 2와 8 mm의 파이렉스 튜브를 사용하였고, 열전달 계수는 내경 1.77, 3.35, 5.35 mm의 수평 평활동관에 대해서 측정하였다. 증발 유동양식에서 내경 2 mm의 환상류 영역이 내경 8 mm에 비해 저건도 영역에서 발생하는 것을 확인할 수 있었고, 내경 2 mm의 유동양식은 Mandhane의 선도와 많은 오차를 보였다. 세관(ID<7 mm) 내 증발 열전달 계수는 종래의 대구경관(ID>7 mm)에 비해 관직경에 대한 영향이 많이 나타나는 것을 알 수 있었다. 내경 1.77 mm의 열전달 계수는 내경 3.36 mm와 5.35 mm에 비해서 20내지 30% 정도 높은 것을 나타났다. 또한 종래의 열전달 상관식(Shah's, Jung's, Kandlikar's and Oh-Katsuda's correlation)과 비교한 결과, 실험 데이터는 상관식과 많은 이탈 정도를 보였다. 따라서 실험데이타를 기초로 세관내 R-22와 R-134a에 적용할 수 있는 증발 열전달 상관식을 새로이 제안하였다.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
• /
• v.31 no.7
• /
• pp.15-23
• /
• 2002

환경친화적인 냉매를 탐색하는 과정에서 자연냉매 $CO_2$는 1990년대 초에 많은 사람들의 관심을 다시 끌게 되었고, 그 이후 구미 선진국 위주로 많은 연구가 이루어지고 있다. 특히 $CO_2$는 탄화수소계 냉매가 안전상의 이유로 사용되기 어려운 차량용 냉방 시스템과 온수제조용 열펌프 시스템에 대하여 많은 연구가 이루어져 왔으며 최근에는 가정용 냉난방 시스템에 대한 연구도 진행되고 있다. $CO_2$를 냉매로 사용하는 냉동 시스템에 있어서 증발기는 시스템의 중요한 구성 요소이므로 제품 개발을 위해서는 증발기에서의 열전달 및 압력손실 특성에 대한 연구가 선행되어야 한다. $CO_2$의 증발 열전달에 있어서 작동매채인 $CO_2$의 비체적, 비열, 점성계수, 표면장력 등의 물성치가 크게 변화하므로 기존에 널리 사용되던 냉매의 중발열전달과는 상당히 다른 결과가 나타난다. 예를 들면 기존의 냉매에서는 건도가 증가함에 따라 열전달계수가 증가하는 것으로 알려져 있으나 $CO_2$의 경우에는 오히려 열전달계수가 감소하는 것으로 보고되고 있다. 이처럼 $CO_2$는 증발열전달 과정에서 기존 냉매의 경향으로부터 예측하기 힘든 결과가 나타나므로 다양한 형상의 증발기에 대하여 실험적으로 압력손실과 열전달계수를 구하는 연구는 성공적인 $CO_2$ 냉동 시스템의 개발을 위하여 필수 불가결하다. 본고에서는 $CO_2$ 냉동 시스템의 개발에 도움이 될 수 있도록 지금까지 국내외에서 수행된 $CO_2$ 증발 열전달에 관한 문헌조사를 통하여 연구결과들을 비교, 분석하고 향후의 연구 방향을 제시하고자 한다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.13 no.4
• /
• pp.1466-1473
• /
• 2012

Soft icecream is made by scraping an ice formed on the inside of the cylindrical evaporator, where R-404A is evaporating in the annulus. The heat transfer characteristics of the refrigerant evaporation and those during icecream formation were experimentally investigated. Results show that the refrigerant-side heat transfer coefficients are highly dependent on the location in the evaporator due to the complex annulus configuration. The heat transfer coefficient at the inlet is generally lower than those of other locations. The average heat transfer coefficient increases as heat flux increases or saturation temperature decreases. A correlation is developed to predict the refrigerant-side heat transfer coefficient. The icecream-side heat transfer coefficient oscillates continuously due to the periodic removal of ice formed on the surface. The average heat transfer coefficient during icecream formation is approximately 280 W/$m^2K$, and that during single-phase cooling increased from 150 W/$m^2K$ to 250 W/$m^2K$.

• 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.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
• /
• 2017.04a
• /
• pp.103-103
• /
• 2017

증발기의 형태에 따라 수치적 해석을 진행하면서 최적의 효율을 나타낼 수 있는 증발기를 설계하는 것이 중요하다. 증발기의 수치적 해석은 EES 프로그램을 이용하여 진행되었으며, 계산의 검증은 자사의 제품의 성능과 비교하면서 검증하였다. 증발기의 수치적 해석의 구성은 지배방정식과 연속방정식을 이용하여, 냉매의 총괄열전달계수, 관내외벽의 열전도율, 공기의 총괄열전달계수를 이용하여 총괄열전달계수를 계산하였으며, 총괄열전달계수를 이용하여 증발기의 열량을 계산하였다. 증발기의 수치적 해석과 자사 제품 5개의 제품과 비교하였고, 평균적으로 약 10%의 오차율을 보였다. 신뢰성이 확보된 계산식을 이용하여 Fin의 간격, 단위 질량유량, 열 교환 코일 길이, 풍량의 조건을 각각 변동시켜 증발기 열량 비교를 하며 경향성을 고찰하였다. Fin의 간격을 1mm에서 20mm으로 0.5mm 간격으로 변화 시켰을 경우, 핀 간격이 좁으면 공기 유속이 빨라져 열 교환 효율이 낮아지며, 반대로 넓어지면 냉매 유량에 비해 공기 유량이 많기 때문에 열 교환 효율이 낮아진다. 열 교환 코일 길이를 500mm에서 2400mm으로 50mm 간격으로 변화 시켰을 경우, 열 교환 코일 길이가 길어질수록 배관의 마찰력과 냉매의 온도 상승으로 인하여 공기 온도와의 온도 차이가 줄어들어 열 교환 효율은 낮아진다. 풍량을 20cmm에서 400cmm으로 10cmm 간격으로 변화 시켰을 경우, 일정 풍량 이상 올라가면 공기 유속이 빨라져서 열량이 낮아지는 경향을 보인다. 질량유량을 3g/sec에서 174g/sec으로 4.5g/sec 간격으로 변화 시켰을 경우, 질량 유량에 따라 비례적으로 열량이 높아지는 경향을 보이다가 일정 질량 유량 이상에서는 공기 풍량에 비해 냉매 유량이 많기 때문에 반비례적으로 열량이 낮아진다. 이처럼 증발기의 설계는 Fin 간격, 열 교환 코일 길이, 풍량, 질량유량 등을 복합적으로 고려하여 증발기 설계를 해야 하며, 저장고의 크기, 부하, 사용목적에 따라 최적화된 증발기를 설계하여야 한다.

• Journal of Energy Engineering
• /
• v.16 no.4
• /
• pp.181-186
• /
• 2007

In order to investigate the heat transfer coefficient and pressure drop during evaporation of $CO_2$, basic experiment on the evaporation heat transfer characteristics in a horizontal smooth tube was performed. The experimental apparatus consisted of a test section, a DC power supply, a heater, a chiller, a mass flow meter, a pump and a measurement system. Experiment was conducted for various mass fluxes ($200{\sim}1200\;kg/m^2s$), heat fluxes ($10{\sim}80\;kW/m^2$) and saturation temperatures ($-5{\sim}5^{\circ}C$). With the increase of quality, the evaporation heat transfer coefficient decreased. With the increase of heat flux, the evaporation heat transfer coefficient increased. Significantly change of the heat transfer coefficient was observed at any heat flux and mass flux. With the increase of saturation temperature, the heat transfer coefficient increased. Pressure drop increased with the increase of mass flux and the decrease of saturation temperature.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.38 no.3
• /
• pp.255-262
• /
• 2014

To investigate the effect of oil on evaporation heat transfer of plate heat exchanger, evaporation heat transfer experiment was carried out using experimental apparatus for micro gear pumped R134a-oil circulation. By varying oil circulation rate of POE oil from 0 to 5%, evaporation heat transfer performance of plate heat exchanger was investigated. As OCR(Oil Circulation Ratio) increases, the evaporation heat transfer coefficient of R134a decreases and pressure drop increases. When the evaporating temperature is $30^{\circ}C$ and the refrigerant mass flow rate is 80 g/s, evaporation heat transfer rate decreases by 10 % and pressure drop increases by 10% at 2% of OCR condition.

• Korean Journal of Food Science and Technology
• /
• v.24 no.4
• /
• pp.301-305
• /
• 1992

Effect of heating medium and evaporation temperatures on a concentration ratio, a evaporation rate and a overall heat transfer coefficient during concentration of garlic juice by a centrifugal thin film evaporator were investigated. At constant feeding rate and evaporation temperature, the concentration ratio, the evaporation rate and the overall heat transfer coefficient increased with the increase of the steam temperature but those values increased slowly or decreased as a steam temperature exceeded $110^{\circ}C$. At the feeding rate of 50 kg/h and the steam temperature of $100^{\circ}C$ and below, those values decreased with the increase of evaporation temperature. But if a steam temperature became $100^{\circ}C$ and up, those values increased slowly and then decreased with the increase of the evaporation temperature until the evaporation temperature reached a critical value. At constant feeding rate, those values increased until the temperature difference between steam and evaporation temperatures became $70^{\circ}C$. But if they become larger than $70^{\circ}C$, those values increased slowly and then decreased.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.34 no.6
• /
• pp.635-642
• /
• 2010

Experimental investigations have been carried out to examine the evaporative heat transfer characteristics of R-134a with the channel-bending angle (CBA) in microchannel heat exchangers. In this study, we examined the effects of evaporation temperature and Reynolds number of R-134a on the evaporative heat transfer characteristics of R-134a in microchannel heat exchangers with CBAs of $120^{\circ}$, $150^{\circ}$, and $180^{\circ}$ under counterflow conditions. Experimental results show that the evaporative heat transfer rate and evaporative heat transfer coefficient increased with an increase in the Reynolds number of R-134a. Further, the evaporative heat transfer rate corresponding to CBAs of $120^{\circ}$ and $150^{\circ}$ increased to values greater than the evaporative heat transfer rate corresponding to $180^{\circ}$ by approximately 17.1% and 13.3%, respectively, for evaporating temperatures in the range $4.9-14.9^{\circ}C$. The evaporative heat transfer coefficient was affected by the channel angle with increasing evaporative heat transfer coefficient at small channel bending angle.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.34 no.12
• /
• pp.1071-1078
• /
• 2010

The objective of this study is to investigate the heat transfer characteristics of evaporators that have various fin configurations and are used in household refrigerators. The frosting and defrosting characteristics of a spirally coiled circular fin-tube evaporator, a discrete-plate fin-tube evaporator, and a continuous-plate fin-tube evaporator were measured and compared. Under non-frosting conditions, the heat transfer coefficient of the spirally coiled circular fin-tube evaporator was 22.3% and 40.2% higher than the coefficients of the discrete- and continuous-plate fin-tube evaporators, respectively. Under frosting conditions, the heat transfer coefficient of the spirally coiled circular fin-tube evaporator was 27.0% and 46.3% higher than the coefficients of the discrete- and continuous-plate fin-tube evaporators, respectively. In addition, the defrosting water amount of the spirally coiled circular fin-tube evaporator was 3.2% and 9.4% lower than the amounts in the case of the discrete- and continuous-plate fin-tube evaporators, respectively.