• 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.

• 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.

• 설비공학논문집
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• 제17권10호
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• pp.883-890
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• 2005

In this study, 2 pure hydrocarbon refrigerants of R1270 (Propylene) and R290 (Propane) and 3 binary mixtures composed of R1270, R29O and R152a were tested in a refrigerating bench tester with a scroll compressor in an attempt to substitute R502 used in most of the low temperature applications. The test bench provided 3\sim3.5$ kW capacity and water and water/glycol mixture were employed as the secondary heat transfer fluids. All tests were conducted under the same external conditions resulting in the average saturation temperatures of -28 and $45^{\circ}C$ in the evaporator and condenser, respectively. Test results showed that all refrigerants tested had $9.6\sim18.7\%$ higher capacity and $17.1\sim27.3\%$ higher COP than R502. The compressor discharge temperature of R1270 was similar to that of R502 while those of all other refrigerants were $23.7\sim27.9\%$ lower than that of R502. For all alternative refrigerants, the amount of charge was reduced up to $60\%$ as compared to R502. Overall, these alternative refrigerants offer better system performance and reliability than R502 and can be used as long term substitutes for R502 due to their excellent environmental properties.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.462-469
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• 2016

This paper presents the results of thermodynamic cycle analysis and performance tests of alternative mixtures in low temperature applications. Two near-azeotropic binary mixtures R-152a/R-1270 (35:65 by wt.%) and R-290/E170 (35:65 by wt.%) are considered in this study. They have zero ODP (Ozone Depletion Potential) and much lower GWP (Global Warming Potential) than R-404A which is an alternative of R-502. Refrigeration cycle characteristics such as cooling capacity, coefficient of performance, suction and discharge pressures and temperatures are compared to those for the baseline refrigerants (R-502 and R-404A) cycles. The performance tests are conducted at the evaporation and condensation temperatures of $5^{\circ}C$ and $45^{\circ}C$, subcooling and superheating temperatures of $5^{\circ}C$, respectively. Performance comparisons between baseline and alternative refrigerants are conducted on the same cooling capacity. The system performance of newly proposed refrigerant mixtures show promising results.

• 설비공학논문집
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• 제11권5호
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• pp.624-632
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• 1999

In order to replace CFC-502 which has been widely used in transportation and low temperature refrigeration system, performance tests using HFC-407A, HFC-404A and HFC-507 have been carried out. Measurements were conducted at two different condensing temperatures of $43.3^{\circ}C$and $54.5^{\circ}C$ for each refrigerant. System performance characteristics and heat transfer characteristics of each refrigerant were obtained at several compressor speeds and evaporating temperatures ranging from$-25^{\circ}C$ to $-10^{\circ}C$ Test results show that the use of tested alternative refrigerants without changing system components offers the potential performance improvement of a refrigeration system.

• 설비공학논문집
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• 제14권6호
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• pp.468-476
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• 2002

This paper deals with heat and mass transfer characteristics and performance evaluation of a counter flow double-tube condenser for a multi-component refrigerant mixture. The local heat and mass transfer characteristics of ternary zeotropic refrigerant mixtures composed of HFC32/HFC125/HFC134a are evaluated for a counter flow double-tube condenser cooled by water. Then, the local values of vapor quality, thermodynamic states at bulk vapor, vapor-liquid interface and bulk liquid, heat flux and condensation mass flux are obtained. The heat exchange performance for ternary zeotropic refrigerant mixtures composed of HFC32/HFC125/HFC134a on the total pressure drop and the heat transfer characteristics are also compared with those for R404A, R410A, R502, R22, R32, Rl23 and R134a.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.719-725
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• 2017

최근 들어 국민 식생활 문화가 개선되고 생활수준이 향상됨에 따라 소프트 아이스크림, 슬러시와 같은 일회용 냉동 유제품의 소비가 급증하고 있다. 이들 냉동 유제품은 소형 냉동 시스템에서 만들어진다. 소프트 아이스크림 제조기의 냉매로 그간 R-502가 주로 사용되어 왔으나 오존층 파괴와 관련하여 R-404A로 대체되고 있다. 하지만 R-404A도 지구온난화지수(GWP)가 높아 지구온난화지수가 낮은 냉매로의 전환이 필요하다. 본 연구에서는 R-404A의 대체 물질로 R-290/R-32를 고려하였다. 냉각기 체적 2.8 리터인 소프트 아이스크림 제조기에 R-290/R-32를 적용하여 최적화를 수행하였다. 최적화는 적정 냉매량 및 팽창밸브의 개도를 찾는데 주안점을 맞춰 수행되었는데 최적 조건 (충전량 1000 g, 밸브 개도 "0" (제조사 세팅치))에서 아이스크림 제조 시간은 6분 24초, COP는 0.83으로 나타났다. R-404A에서 아이스크림 제조시간은 6분 22초와 R-290/R-32와 유사하고 COP는 0.90으로 R-404A에서 다소 높게 나타났다. 이는 본 실험에 사용된 압축기가 R-404A용이기 때문으로 향후 R-290/R-32용 압축기가 개발되면 소비동력은 개선되리라 예상된다. 본 연구 결과는 냉동식품 제조기를 비롯한 여타 냉동 사이클의 최적화에도 활용될 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.728-734
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• 2016

최근 들어 국민 식생활 문화가 개선되고 생활수준이 향상됨에 따라 소프트 아이스크림, 슬러시와 같은 일회용 냉동 유제품의 소비가 급증하고 있다. 이들 냉동 유제품은 소형 냉동 시스템에서 만들어진다. 소프트 아이스크림 제조기의 냉매로 그간 R-502가 주로 사용되어 왔으나 오존층 파괴와 관련하여 R-404A로 대체되고 있다. 본 연구에서는 냉각기 체적 2.8 리터인 R-404A를 사용하는 소프트 아이스크림 제조기에 대하여 최적화와 성능평가를 수행하였다. 최적화는 적정 냉매량 및 팽창 밸브의 개도를 찾는데 주안점을 맞춰 수행되었다. 최적 조건에서 아이스크림 제조 시간은 10분 5초, COP는 0.57로 나타났다. 이 제품에 대하여 무 간격 연속 판매 시험, 30초 간격 연속 판매 시험, 극한 시험을 수행하여 성능을 평가하였다. 무 간격 연속 판매는 20개까지 가능하였고 30초 간격 연속 판매는 무한대로 가능하였다. 또한 여름철 및 겨울철 환경에도 아이스크림 판매가 가능한 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 냉동식품 제조기를 비롯한 여타 냉동 사이클의 최적화에도 활용될 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.27-36
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• 2018

그간 마이크로핀관 내 증발 열전달 및 압력 손실에 대하여 다수의 연구가 수행되었다. 하지만 대부분의 연구는 에어컨이나 히트 펌프에 사용되는 냉매에 대하여 수행되었고 R-404A에 대해서는 매우 제한된 연구만이 존재한다. R-404A는 근공비혼합냉매로 오존층 파괴와 관련하여 R-502를 대체하여 주로 저온 냉동, 냉장에 사용되고 있다. 본 연구에서는 낮은 질량유속 ($80kg/m^2s$에서 $200kg/m^2s$)에서 외경 9.5 mm 마이크로핀관 내 R-404A 증발 열전달 실험을 수행하였다. 또한 비교를 위해 외경 9.5 mm 평활관에 대한 실험도 수행하였다. 실험 결과 마이크로핀관의 전열촉진비는 질량유속이 증가할수록, 열유속이 감소할수록 증가하였다. 이러한 현상은 마이크로핀에 의한 대류 열전달의 증가와 열유속의 상대적 기여에 의한 것으로 판단된다. 또한 실험 범위에서 마이크로핀관의 마찰손실이 평활관의 마찰손실보다 다소 (최대 28%) 크게 나타났다. 기존 상관식은 저유량 R-404A 열전달계수 및 압력손실을 적절히 예측하지 못하는데 이는 본 실험 범위가 기존 상관식의 범위 밖에 있기 때문으로 판단된다.