• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제33권4호
• /
• pp.459-465
• /
• 2009

This paper considers the influence of internal heat exchangers to the efficiency of a refrigerating system. These internal heat exchangers(liquid-suction or suction-line heat exchangers) can, in some cases, yield improved system performance while in other cases they degrade system performance. A steady state mathematical model is used to analysis the performance characteristics of refrigeration system with internal heat exchanger. The influence of operating conditions, such as gas cooler pressure and evaporation temperatures, superheat in the evaporator and temperature of gas cooler outlet, to optimal dimensions of the heat exchanger is also analyzed in the paper. The main results were summarized as follows : the mass flowrate of R744, inner diameter tube and length of internal heat exchanger, and effectiveness have an effect on the cooling capacity, compressor work and RCI(Relative capacity index) of this system. With a thorough grasp of these effect, it is necessary to design the R744 compression refrigeration cycle using internal heat exchanger.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
• /
• 대한설비공학회 2008년도 동계학술발표대회 논문집
• /
• pp.513-518
• /
• 2008

In the air-conditioning and refrigeration industry, the efforts to protect the environment have been made. One of them is to use carbon dioxide as an alternative refrigerant, however, several researches have shown that the transcritical heat pump system using $CO_2$ has relatively lower efficiency resulting in a degraded steady-state system performance. Capacity control with fuzzy controller was carried out for $CO_2$ heat pump system. Evaporator secondary fluid outlet temperature was suggested for the control variable of compressor speed modulation.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
• /
• 대한설비공학회 2005년도 동계학술발표대회 논문집
• /
• pp.404-409
• /
• 2005

In this paper a 2-stage $CO_2$ cycle was simulated to predict the performance characteristics with operating parameters. The simulation results showed similar tendency compared to the measured system pressure, capacity, COP etc. System characteristics were analyzed with the variations of outdoor temperature and EEV opening. In the simulation, the highest COP was 2.7 at 30-30 Hz and it decreased as compressor frequency increased. Besides, system COP can be increased by optimizing EEV opening.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권6호
• /
• pp.403-410
• /
• 2020

본 논문은 포항지역 태양광 데이터를 기반으로 태양열을 적용시켜 12kW의 소형 초임계 이산화탄소(s-CO₂) 시험 루프의 설계와 실험 시설의 이론적 연구, 안정화 및 최적화를 통한 이산화탄소의 특성 연구에 초점을 맞추고 있다. 실험 시설의 열역학 사이클은 구성 요소의 한계로 인해 액체, 가스 및 초임계 CO₂가 모두 존재하는 랭킨 사이클(임계점 순환 주기)이며, 펌프, 히터, 레귤레이터, 열교환기, 가스 부스터, 에어 컴프레서 등으로 구성된다. 현재 본 연구에서 제작된 12kW 소형 발전 시스템은 최고압력 12MPa 최고 온도 70℃의 조건에서 6.98%의 효율이 나타나도록 설계되었다. 본 실험 장치를 소형 Brayton cycle과 비교했을 때 약 2% 높은 효율을 가진다는 것을 이론적으로 확인하였고, 사이클 효율을 높이기 위해 최적의 터빈 입구 온도와 압력을 얻었으며, 이 조건에서 IHX(내부 열교환기)의 도입시 18.75%의 최대 효율을 기대할 수 있다는 결론을 도출하였다. 마지막으로, 실험 설비의 태양광 시뮬레이션 결과 5월에는 6.7%, 6월에는 6.26%의 효율로 태양열을 이용할 수 있음을 확인하였다.

• 설비공학논문집
• /
• 제18권11호
• /
• pp.851-858
• /
• 2006

[ $CO_2$ ] and propane mixtures, which are environmentally benign, nontoxic, low in price, and compatible with materials and lubricants, were considered as promising alternative refrigerants. A fully instrumented air-conditioning system was developed for a precise performance evaluation of pure $CO_2$ and $CO_2/propane$ mixtures. In this paper, the effect of the charging amount and circulation concentration on the cooling performance of the system using $CO_2$ and propane mixtures was tested and discussed. Pure $CO_2$ and 85/15, 75/25 and 60/40 binary blends by the charged mass percentage of $CO_2/propane$ were selected as working fluids. An optimum charging amount was proposed as a parameter instead of the degree of subcooling, which can not be well defined in the transcritical cycle, to properly compare the performance between the transcritical and subcritical cycles.

• 설비공학논문집
• /
• 제18권8호
• /
• pp.641-648
• /
• 2006

In this study, a two-stage phase-separate cycle was investigated analytically to improve the performance of the $CO_2$ system in the cooling mode. The simulation results were verified with the measured data. The predictions using the simulation model were consistent with the measured data within ${\pm}20%$ deviations. The performance of the modified $CO_2$ system with the two-stage phase-separated cycle was analyzed with the variations of outdoor temperature and EEV opening. The cooling COP decreased with the increase of compressor frequency. The highest COP was 2.7 at compressor frequencies of 30 Hz and 30 Hz for the first and second compressors, respectively. In addition, the cooling COP increased by 9.3% with an application of optimum control of the first and second-stage EEV openings.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제10권9호
• /
• pp.2189-2194
• /
• 2009

부분 부하운전시 냉동공조장치의 능력을 조절하기 위해서 핫가스 바이패스 기술을 적용한다. 이 개념은 압축기에서 나온 고온의 냉매증기를 증발기 입구측으로 보내는 것이다. 본 논문에서 질량과 에너지 보존법칙을 근거로 CO2에 대한 핫가스 바이패스 개념을 적용하여 분석한다. 본 논문에서 고려된 운전 변수는 냉동장치의 압축효율, 과열도, 가스냉각기 냉매 출구온도, 증발온도 등이다. 주요결과를 요약하면 다음과 같다. 과열도, 가스냉각기 출구온도, 증발온도는 냉동장치의 COP와 냉동능력에 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 따라서 이러한 결과의 면밀한 분석을 통해 R744용 냉동장치를 설계할 필요가 있다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
• /
• 대한설비공학회 2005년도 동계학술발표대회 논문집
• /
• pp.398-403
• /
• 2005

The cooling performance of a transcritical $CO_2$ cycle varies significantly with a variation of refrigerant charge amount. In this study, the performance of the $CO_2$ system was measured and analyzed by varying refrigerant charge amount with a change of cycle option. The applied cycle options are the single-stage compression system, two-stage compression with 1-EEV system, and two-stage compression with 2- EEV system. The optimum normalized charge were 0.363, 0.297, and 0.282 for the two-stage compression with 2-EEV system, two-stage compression with 1-EEV system, and single-stage compression system, respectively.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제32권6호
• /
• pp.454-462
• /
• 2008

Since operating conditions are significantly different for heating and cooling mode operations in a $CO_2$ heat pump system, it is difficult to optimize the performance of the $CO_2$ cycle. In addition, the performance of a $CO_2$ heat pump is very sensitive to outdoor temperature and gascooler pressure. In this study, the cooling and heating performances of a variable speed $CO_2$ heat pump with a twin-rotary compressor were measured and analyzed with the variations of EEV opening and compressor frequency. As a result, the cooling and heating COPs were 2.3 and 3.0, respectively, when the EEV opening was 22%. When the optimal EEV openings for heating and cooling were 28% and 16%, the cooling and heating COPs increased by 3.3% and 3.9%, respectively, over the COPs at the EEV opening of 22%. Beside, the heating performance was more sensitive to EEV opening than the cooling performance. As the compressor speed decreased by 5 Hz, the cooling COP increased by 2%, while the heating COP decreased by 8%.

• 대한설비공학회지:설비저널
• /
• 제31권7호
• /
• pp.45-52
• /
• 2002

1991년에 Maryland 대학에 Dr. Reinhard Rader-macher에 의해 환경에너지공학연구소(CEEE)가 설립되었다. 이 연구소는 환경 및 경제적인 관점에서 에너지 변환 시스템을 개발하는데 선두적인 역할들 수행해왔다. 환경 에너지 공학 연구소는 산업체, 정부,및 연구소에서 지원 받는 컨소시엄 형태의 연구 센터이다. 대체 냉매, $CO_2$초월임계 사이클에 관한 연구를 1993년에 시작한 이래, 현재 세계적으로 40여 개의 회사가 지원을 하고 있다. 2단 압축 $CO_2$ 사이클 최적화, 초월 임계 사이클에서의 오일에 따른 열전달 영향, 초월$CO_2$임계 시스템에서의 오일 정체, $CO_2$압축기 모델링, 자동차에서의 $CO_2$기후 조절 시스템, $CO_2$냉매를 이용한 에어컨, $CO_2$저온 냉동 시스템 등에 관한 연구를 수행하고 있다. CEEE는 향후 연구로 구성요소 및 시스템 최적화, 효율향상, 시스템 적용확대에 관한 연구를 할 예정이다. 센터는 보고서, 컨소시엄 미팅. 워크샵, 교과목 개설, 당문 연구자 초청들을 통해 산업계 및 기술을 전달하고 있다. 본 고에서는 환경에너지 공학 연구소에서 $CO_2$ 초월임계 사이클에 초점을 맞추어 연구소의 연구활동을 기술한다.