• 제목/요약/키워드: Low temperature refrigeration

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대체 프레온 및 자연 냉매를 이용하는 이원 냉동시스템의 성능 예측 (Prediction on Performance of Cascade Refrigeration System using Alternative Freon and Natural Refrigerants)

  • 김종열;노건상
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.1427-1433
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    • 2012
  • 본 연구에서는 이원냉동시스템에서 사용되던 저온용 규제프레온냉매 R13 및 고온용 규제프레온냉매 R503의 대체냉매로서 프레온혼합냉매 및 친환경적 자연냉매를 사용하는 이원냉동시스템의 성능특성을 규명하고자 하였다. 이를 위해 일반적인 이원냉동시스템의 운전범위에서 과냉각도, 과열도, 응축온도, 증발온도, 캐스케이드 열교환기에서의 온도변화를 고려하였다. 고온시스템 및 저온시스템의 작동유체의 종류에 상관없이 이원냉동시스템의 COP는 캐스케이드의 온도영향을 받고 있으며, 또한 과냉각도가 증가할수록 COP는 높아지지만, 과열도의 영향은 크게 받지 않았다. 따라서 본 연구에서 고온용 시스템 및 저온용 시스템의 작동유체로 대체 프레온혼합냉매 및 자연냉매의 냉매조합 중에서 (R23/R290), (R23/R600), (R23/R600a), (R23/R717), (R744/R404A) 냉매를 사용하는 이원냉동시스템의 COP는 저온측에 R23, 고온측에 R22를 사용하는 시스템에 비해 20 ~ 36% 높게 나타났다.

저온용 R502 대체 냉매의 이론 및 실험적 평가 (Theoretical and Experimental Evaluation of R502 Alternatives in Low Temperature Applications)

  • 권승림;박윤범;정동수;김종보;강득주
    • 설비공학논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.654-666
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    • 1995
  • R502 has been extensively used as a working fluid in transport refrigerating vehicles and low temperature refrigerating machines but is to be phased out by the end of 1995 due to ozone layer depletion problem. In this study, both theoretical cycle analysis and experiments were carried out to examine the best substitutes for R502. Theoretical results indicate that the alternatives available in the market today may replace R502 without significant changes in the system without suction line heat exchanger(SLHX). When the system contains a SLHX, however, COPs of the alternatives increase up to approximately 15~20% than those without the SLHX. But simultaneously, the discharge temperatures of the compressor also increrease significantly with the SLHX. Actual test results obtained from the experiment with a transport vehicle's refrigerator indicate the similar trend as those of the theoretical results. Especially, HFCs and their mixtures show lower discharge temperature than those of R502, which is one of the desirable features. Further research is needed to study the effect of the SLHX on the performance of the real machine as well as on the oil return for reliability of the system.

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R744-R404A용 캐스케이드 냉동시스템의 엑서지 분석 (Exergy Analysis of R744-R404A Cascade Refrigeration System)

  • 오후규;손창효
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제35권8호
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    • pp.1001-1008
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    • 2011
  • 본 논문은 내부 열교환기를 가지는 R744와 R404A용 캐스케이드 냉동시스템의 운전변수에 대한 최적의 설계를 위해서 냉동장치의 성능과 엑서지를 이론적으로 분석하였다. 본 연구에서 고려된 작동변수로는 과열도와 과냉각도, 내부 열교환기와 압축기 효율, 증발 및 응축온도 등이다. 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 캐스케이드 증발온도가 증가할수록 R404A용 고온사이클의 COP는 증가하는 반면에, R744용 저온사이클의 COP는 감소한다. 따라서 이러한 이유로 전체 캐스케이드 냉동사이클의 COP는 거의 일정하다. 또한 캐스케이드 증발온도가 증가할수록 R404A용 응축기와 압축기의 엑서지 손실이 가장 큰 것을 알 수 있다. 따라서 R744와 R404A용 캐스케이드 냉동시스템의 COP 향상을 위해서는 R404용 응축기와 압축이의 엑서지 손실을 줄여야만 한다.

유제품 수송용 공융냉동판 적용 냉동차량 시스템 연구 (A Study on the refrigeration vehicle system installed eutectic solution plates for milk transportation)

  • 윤상국
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제23권3호
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    • pp.338-345
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    • 1999
  • The objective of this study is to developed the refrigeration vehicle system installed eutectic olu-tion plates which consists of copper tubes carrying the refrigerant between two aluminum plates and the space between the plates filled with eutectic solution. The numerical analysis for the loca-tion of plates to get the uniform low temperature distribution in storage space was carried out and the result showed that the top left-side and right-side walls were the proper places to install plates. For three different concentrations of ethylene glycol solution the temperature distribution of inside space were measured during the day time of summer and the 21% solution was found to be properto sustain the temperature of $5-10^{\circ}C$ for milk transportation. The result showed that the refrigeration truck installed eutectic plates was very efficient to keep the milk fresh during vehicle transportation.

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R-502 대체 혼합냉매의 성능에 관한 실험적 연구 (Experimental study on the performance of R-502 alternative refrigerant mixtures)

  • 박동민;정동수;김종보;강득주
    • 설비공학논문집
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    • 제9권2호
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    • pp.198-209
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    • 1997
  • This paper is concerned about the performance of alternative refrigerants of R-502 which has been widely used in transport and low temperature refrigeration. A breadboard heat pump was constructed with counterflow heat exchangers and tested with R-502 and transitional alternatives of R-402A and R-402B and long-term alternatives of R-404A and R-507 to compare the performance of each refrigerant. Measurements were conducted at two different condensing temperatures of $43.3^{\circ}C$ and $52.0^{\circ}C$ and the evaporating temperature was varied over a range from $-25^{\circ}C$ to $-5^{\circ}C$. The evaporator superheat and condenser subcooling were maintained constant at about $5^{\circ}C$ for all tests. Test results showed that all alternative fluids tested in this research work can be used as 'drop-in' fluids to replace R-502 without any major problem. It is also found that in the long run HFC alternatives are to be used due to their favorable environmental characteristics and better performance.

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지역별 프리쿨링 시스템의 에너지 절감 분석 (Analysis of Energy Reduction of Free Cooling System with Regions of South Korea)

  • 윤정인;손창효;최광환;백승문;허정호;김영민
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제34권3호
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    • pp.82-88
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    • 2014
  • Using low outdoor temperature, free cooling system is used in a data center or industrial air-conditioning for energy saving. Because use of IT equipment has increased in some office building recently, there is a growing trend towards using free cooing system. Free cooling system performance is influenced by outdoor temperature. Therefore the performance is different with regions. In this study, performance characteristic of free cooling system is analysed and energy reduction is compared with some regions. Selected regions are 4 cities; including Ulsan analyzed in preceding research, Seoul, ChunCheon and Daejeon. The Aspentech software HYSYS 8.0v was used to conduct the analysis of free cooling system based on temperature per hour of 4 cities in 2013, respectively. The main result is following as. Free cooing system in this study has energy saving effect when outdoor temperature below $7^{\circ}C$. Becuase temperature of Chuncheon is relatively low, using free cooling system can conserve most air-conditioning energy. Energy reduction amount of Seoul is 11%, Chuncheon is 17.5%, Deajeon is 15%, Ulsan is 14%. In case of large scale of air-conditioning, it is reasonable to use free cooling system although the system is used in Seoul.

$NH_3-CO_2$를 사용하는 이원 냉동 시스템의 성능 분석 (Performance Analysis of an Ammonia(R717) and Carbon Dioxide(R744) Two-Stage Cascade Refrigeration System)

  • 손창효
    • 한국가스학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.1-7
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    • 2010
  • 본 논문은 암모니아-이산화탄소용 이원 냉동시스템의 작동변수에 대한 최적의 설계자료를 제공하고자 이원 냉동시스템의 사이클 성능을 분석하였다. 작동변수로는 암모니아용 고온사이클과 이산화탄소용 저온사이클내의 과냉각도와 과열도, 압축기효율, 응축과 증발온도이다. 이에 대한 주요결과를 요약하면 다음과 같다. 이원 냉동사이클의 과냉도가 증가할수록 COP는 증가하는 반면 과열도가 증가할수록 COP는 감소하는 것을 알 수 있다. 이원 냉동사이클의 응축온도가 증가할수록 이원 냉동사이클의 COP는 증가하는 반면 증발온도가 증가할수록 COP가 감소함을 알 수 있다. 또한, 이원 냉동사이클의 압축효율이 증가할수록 COP가 증가한다. 따라서, 과열도, 과냉각도, 압축효율, 증발온도, 응축온도 등의 인자들이 R717과 R744용 이원 냉동사이클의 COP에 영향을 미친다.

R744-R410A용 이원 냉동시스템 성능 특성 (Performance Characteristics of Cascade Refrigeration System Using R744 and R410A)

  • 구학근
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.1548-1554
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    • 2013
  • 본 논문은 R744-R410A용 이원 냉동시스템의 작동변수에 대한 기초 설계자료를 제공하고자 이원 냉동시스템의 성능 특성을 분석한 것이다. 이원 냉동시스템의 성능은 EES 프로그램을 이용하여 분석하였다. 작동변수로는 R410A용 고온사이클과 R744용 저온사이클의 압축기효율, 응축과 증발온도이다. 이원 냉동사이클의 응축온도가 감소할수록 이원 냉동사이클의 COP는 증가하며, 증발온도가 증가할수록 COP가 증가함을 알 수 있다. 또한, 이원 냉동사이클의 압축효율이 증가할수록 COP가 증가한다. 그러므로 압축효율, 증발온도, 응축온도 등의 인자들이 R410A와 R744용 이원 냉동사이클의 COP에 영향을 주는 것을 알 수 있다. 그리고 이 이원 냉동사이클은 각각의 변수들에서 최고 효율을 가지는 캐스케이드 증발온도가 존재함을 알 수 있다. 따라서 이러한 인자들을 고려하여 R410A와 R744용 이원 냉동사이클을 설계하는 것은 중요하다.

동심 원통형 Halbach 배열 영구자석을 이용한 상온 자기냉동장치 (Magnetic Refrigeration Apparatus at Room Temperature Using Concentric Halbach Cylinder Permanent Magnets)

  • 이창호;이종석
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제41권1호
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    • pp.47-51
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    • 2017
  • 근래에 들어서 증기 압축식 냉동시스템으로 인한 대기환경 오염문제를 해결하기 위해 국제적 공조의 분위기가 형성되고 있다. 그래서 그 환경오염의 주원인으로 지적되는 CFC 냉매를 대체하는 냉동기술이 큰 주목을 받고 있다. 자기냉동은 물질의 자기열량효과를 이용하여 저온을 생성시키는 방법으로, CFC 냉매를 사용하는 대신에 고체 냉매를 사용함으로써 친환경적인 냉동 기술이라고 할 수 있다. 또한 전력 소모와 소음이 큰 압축기를 사용하지 않고, 자기장의 변화에 따른 재료의 온도 변화를 이용하여 저온부와 고온부의 온도차를 발생시킬 수 있어서 효율적인 냉동시스템으로 간주된다. 본 논문에서는 동심 원통형 Halbach 배열의 영구자석을 이용한 자기냉동장치를 제작하고, 이 장치를 이용하여 실험한 결과를 소개하고자 한다.

저온 열원의 활용을 위한 칼리나/흡수냉동 복합사이클의 성능 해석 (Performance Analysis of a Combined Cycle of Kalina and Absorption Refrigeration for Recovery of Low-Temperature Heat Source)

  • 김경훈;고형종;정영관
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제29권5호
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    • pp.490-496
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    • 2018
  • Recently, the power and refrigeration cogeneration based on Kalina cycle has attracted much attention for more efficient utilization of low-grade energy. This study presents a thermodynamic performance analysis of a cogeneration cycle of power and absorption refrigeration based on Kalina cycle. The cycle combines Kalina cycle (KCS-11) and absorption cycles by adding a condenser and an evaporator between turbine and absorber. The effects of ammonia mass fraction and separation pressure were investigated on the system performance of the system. Results showed that the energy utilization of the system could be greatly improved compared to the basic Kalina cycle.