• 제목/요약/키워드: Evaporative heat exchanger

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층상구조를 가진 증발식 열교환기 습채널의 표면 젖음도 해석 (Analysis on Wetting Behavior of A Lamellar Type Wet Channels in An Evaporative Heat Exchanger)

  • 오동욱;박재범;송찬호
    • 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.

미세채널형 증발열교환기의 성능에 관한 해석적 연구 (An Analytical Study on a Performance Estimation of an Evaporative Heat Exchanger having Mini Channel)

  • 유영준;민성기;최상민
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2012년도 제45회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.233-236
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    • 2012
  • In order to estimate the efficiency of an evaporative heat exchanger having mini channel, the equations to calculate heat exchanger properties, those are air temperatures and water temperatures etc, are derived from the governing equations based on the Navier-Stokes equation, even though there are several assumptions to make problem simplify. There are three heat transfer zones at the mini channel heat exchanger depending on the water condition. So, there are three governing equations and solutions to calculate the properties. As a results of this study, the equations to calculate a saturation point and a dry point are derived to evaluate an evaporative heat exchanger having micro channel. It is supposed to predict the performance and evaluate a mini channel heat exchanger.

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채널이 수막으로 완전히 덮여 있는 증발식 냉각기에서의 열 및 물질전달 해석 (Analysis of Heat and Mass Transfer in an Evaporative Cooler with Fully Wetted Channel)

  • 송찬호;이대영;노승탁
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제25권12호
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    • pp.1766-1775
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    • 2001
  • A theoretical analysis on the heat and mass transfer in an evaporative cooler is presented in this work. The evaporative cooler is modeled as a channel filled with porous media the interstitial surface of which is covered by thin water film. Assuming that the Lewis number is unity and the water vapor saturation curve is linear, exact solutions to the energy and vapor concentration equations are obtained. Based on the exact solutions, the characteristics of the heat and mass transfer in the evaporative cooler are investigated. The comparison of the cooling performance between the evaporative cooler and the usual sensible heat exchanger is also carried out. Obviously, the evaporative heat exchanger shows better cooling performance than the sensible heat exchanger. This is due to the latent heat of water vaporization, which results in apparent increases both in the interstitial heat transfer coefficient and the specific heat of the air stream in the evaporative cooler.

자동차 공조용 증발기의 고성능화에 관한 연구 (Study on Development of High Performance Evaporator for Automotive Air Conditioner)

  • 강정길;김기효;박태영;김종수
    • 설비공학논문집
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    • 제7권1호
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    • pp.73-80
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    • 1995
  • The object of the present study is to develop a high performance evaporator for automotive air conditioner. The experiment has been conducted on evaporative heat transfer coefficient inside a plate type heat exchanger with a sharp 180-degree turn flow. The test plates have different formed surface, cross-ribbed channel and elliptical-ribbed channel. Also experimental study has been performed to determine optimal design in elliptical-ribbed plate heat exchanger with different turn clearance. In addition to the above experiments, refrigerant behavior and surface temperature distribution in the plate heat exchanger were observed using color thermoviewer(infrared thermometer). In this experiment, working fluid was used R-12 and test conditions were as follows : (1) saturation pressure of $2.116kg/cm^2$, (2) mass fluxes of 40 to $70kg/m^2s$, (3) heat fluxes of 4,500 to $7,300W/m^2$, (4) inlet quality of 0.1 to 0.7. The results indicated that the evaporative heat transfer coefficient of an elliptical-ribbed plate heat exchanger was higher than that of cross-ribbed plate heat exchanger. Also optimal turn clearance in an elliptical-ribbed plate heat exchanger was determined.

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미세채널내 증발을 고려한 두 유체간 열전달현상에 대한 해석적인 연구 (An Analytical Study on a Heat Transfer Mechanism with Boiling Effect between Two Fluids in a Mini-channel)

  • 유영준;최상민
    • 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.

제습냉방시스템에서 요소성능이 시스템성능에 미치는 영향 (Effects of Individual Components on the System Performance in a Desiccant Cooling System)

  • 장영수;이대영
    • 설비공학논문집
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    • 제19권10호
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    • pp.687-694
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    • 2007
  • Cycle simulation is peformed for two types of the desiccant cooling system incorporating a regenerative evaporative cooler. The cooling capacity and COP are evaluated at various effectiveness values of the regenerative evaporative cooler, the desiccant rotor and the sensible heat exchanger. As either of the effectiveness of the regenerative evaporative cooler or the humidity effectiveness of the desiccant rotor increases, both the cooling capacity and COP increase, but the enthalpy leak ratio gives the opposite effect on the system performance. It is found that COP of cycle A mainly depends on the humidity effectiveness of the desiccant rotor, while for cycle B enthalpy leak ratio of desiccant rotor has the major impact on COP. The effect of the sensible heat exchanger on the cooling capacity is small about 1/10 compared with those of other components.

마이크로채널 열교환기에서 R-134a의 증발열전달 특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Evaporative Heat Transfer Characteristics of R-134a in a Micro-Channel Heat Exchanger)

  • 이해승;전동순;김영률;김용찬;김선창
    • 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.

환경조절장치용 미세유로형 증발열교환기의 성능특성 연구 (A Study on Performance Characteristics of an Evaporative Heat Exchanger with Mini-channels)

  • 이형주;유영준;민성기;황기영
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.247-253
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    • 2011
  • 본 논문에서는 항공기 탑재용 환경조절장치에 사용하기 위한 미세유로형 증발열교환기의 성능 특성에 관한 연구결과를 제시하였다. 미세유로형 증발열교환기는 가능한한 적은 양의 냉매로 고온부의 열량을 흡수할 수 있도록 저온부 냉매의 증발잠열을 이용하고 단위 체적당 열전달 면적의 극대화를 위해 미세유로를 이용하는 개념이다. 설계된 공기 및 냉각수 유로를 에칭을 통해 가공하고, 이들을 적층하여 브레이징으로 접합한 후 입출구 포트를 용접함으로써 열교환기를 제작하였다. 제작된 열교환기는 기본 성능시험을 통해 요구조건대로 설계/제작되었음을 확인하였고, 다양한 운용조건에 대한 성능 맵 시험을 수행하여 입구 공기온도, 공기 유량 및 냉각수 유량 변화에 따른 열교환 성능특성을 정량적으로 파악하였다.

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증발냉각을 이용한 배기열 회수장치의 성능에 관한 연구 (Performance of Heat Recovery System using Evaporative Cooling)

  • 유성연;김태호;김명호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권1호
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    • pp.37-43
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    • 2015
  • 현열 뿐만 아니라 잠열을 이용하는 증발냉각은 배기열 회수에 매우 유용하게 사용될 수 있다. 본 연구의 목적은 증발냉각을 이용한 배기열 회수장치의 성능을 실험적으로 규명하는 것이다. 성능실험장치는 플라스틱 열교환기, 물 분무 노즐, 공기유동용 홴, 물 순환용 펌프, 수조, 온도 습도 유량 측정 센서 등으로 구성되었다. 증발이 없는 현열 회수에서의 유용도와 증발을 수반하는 전열 회수에서의 유용도를 여러가지 작동조건에서 측정하여 비교하였다. 현열냉각과 증발냉각의 유용도는 공기의 유량이 증가함에 따라 감소하고, 대향류에서의 유용도가 평행류에서의 유용도 보다 휠씬 높다. 증발냉각의 경우 물 유량이 증가함에 따라 유용도는 증가하고, 평행류가 대향류보다 물 유량에 더 민감함을 알 수 있다.

산질화 표면에서 액적의 증발열전달 특성 (Evaporative Heat Transfer Characteristics of Droplet on Oxi-nitriding Surface)

  • 김대윤;이성혁
    • 한국분무공학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.53-57
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    • 2016
  • The present study aims to experimentally investigate the evaporative heat transfer characteristics of Oxi-nitriding SPCC surface. Moreover, the heat transfer coefficient was examined with respect to surface temperature during droplet evaporation. In fact, the nitriding surface showed significant enhancement for anticorrosion performance compared to bare SPCC surface but the thermal resistance also increased due to the formation of compound layer. From the experimental results, the evaporative behavior of sessile droplet on nitriding surface showed similar tendency with the bare surface. Total evaporation time of sessile droplet on the nitriding surface was delayed less than 5%. The difference in heat transfer coefficient increased with the surface temperature, and the maximum difference was estimated to be around 11% at $80^{\circ}C$ surface. Thus, this nitriding surface treatment method could be useful for seawater heat exchanger industries.