• 제목/요약/키워드: Vapor Compression Refrigeration Cycle

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축열조를 이용한 냉매과냉각 시스템의 전력수요관리 효과에 대한 연구 (A Study on the DSM Effect of a Refrigerant-Subcooling Refrigeration System with an Ice Storage Tank)

  • 김정배;이은지;이동원
    • 설비공학논문집
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    • 제22권12호
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    • pp.845-851
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    • 2010
  • This study was experimentally performed to find the effects of refrigerant subcooling in the refrigeration system and to propose how to get the efficient use of energy. A refrigerant-subcooling refrigeration system consisted of a typical single vapor-compression refrigeration cycle, a subcooler, and an ice storage tank. The degree of subcooling at the exit of the condenser can be increased by the heat transfer between the subcooler and the ice storage tank. The cold heat in the ice storage tank was stored by using the refrigeration cycle during night time and then used to absorb the heat from the subcooler during daytime. The cooling capacity and COP of this system were higher than those of the conventional system due to the increase in the degree of subcooling. Typically, the refrigerant-subcooling system showed superior performance to the conventional refrigeration system and would also contribute to load leveling.

Al2O3 나노 입자를 적용한 증기 압축 냉동 사이클의 성능 (An Experimental Study on Performance of Vapor Compression Refrigeration Cycle with Al2O3 nano-particle)

  • 김정배;이규선;이근안
    • 에너지공학
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    • 제24권4호
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    • pp.124-129
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    • 2015
  • $Al_2O_3$ 나노입자의 농도별로 전동식 압축기의 회전속도(rpm)의 변화에 따른 자동차용 증기압축 냉동사이클의 COP를 실험적으로 평가하고 나노입자를 적용하지 않은 기준 사이클의 COP와 비교하였다. 이를 위해 실제 하이브리드 자동차에서 쓰는 사이클 부품들을 이용하고 항온항습 챔버를 이용하지 않는 방식으로 장치를 설계 및 제작하였다. 별도의 전동식 인버터 압축기의 제어장치를 활용하여 1000rpm부터 500rpm 간격으로 4000rpm까지와 $Al_2O_3$ 나노입자를 질량비 기준으로 농도 0.05%, 0.1%, 0.2%와 0.5%의 범위에 대하여 실험을 수행하였다. 이를 통해 기준 사이클과 비교하면 기준 사이클의 일반적인 운전조건인 약 3000rpm에서 $Al_2O_3$ 나노유체를 적용하는 사이클의 COP는 질량 농도비 0.05%에서는 15.4% 정도, 농도비 0.1%, 0.2% 및 0.5%에서는 각각 9.4%, 13% 및 9.6%가 증가함을 알 수 있었다.

심냉 증류를 통한 전자급 고순도 이산화탄소의 분리 공정에 대한 전산 모사 연구 (A Computer Simulation Study on the Separation Process for Electronic Grade, Highly Pure Carbon Dioxide through a Cryogenic Distillation)

  • 박일수;문흥만;조정호
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제34권1호
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    • pp.83-89
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    • 2023
  • In this study, a computer simulation work has been performed for the separation of electronic grade highly pure carbon dioxide more than 7 N purity through a cryogenic distillation process. For the cold utility as a cooling medium for a condenser of the cryogenic distillation column, propylene was utilized as a refrigerant in the vapor-recompression refrigeration cycle. Through this work, it was concluded that the cryogenic distillation column with two stage compression and refrigeration cycle were essential to obtain a highly-pure liquefied CO2.

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.

비단열 모세관 접합방법이 증기압축식 냉동사이클 성능에 미치는 영향 해석 (Analysis of Vapor Compression Refrigeration Cycle Performance Depending on Different Joining Method of Non-adiabatic Capillary Tube)

  • 이대용;박상구;김현정;정지환
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제33권8호
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    • pp.1144-1151
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    • 2009
  • 냉동기는 비단열모세관을 채택하여 사용함으로써 사이클의 효율을 향상시킬 수 있다. 비단열모세관은 모세관과 흡입관을 접합함으로써 둘 사이에 열전달이 일어날 수 있도록 한 장치로서 SLHX 라고 부른다. 두 관을 접합하는 방법은 다양하며 이는 사이클의 성능에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 가장 널리 사용되는 두 가지 접합방법이 냉동사이클에 미치는 영향을 해석하였다. 실험결과 용접형 SLHX의 열저항이 테이프형 SLHX의 열저항 보다 크게 작은 것으로 나타났다. 이를 이용한 사이클해석 결과 용접형 SLHX는 COP 와 냉동능력을 5.09%와 14.77% 향상시키고 테이프형 SLHX는 각각 5.05%와 14.75% 향상시켜 둘 사이의 차이는 매우 작은 것으로 나타났다.

전동 스크롤압축기의 운전rpm에 따른 냉동사이클의 성능에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on the Performance of Refrigeration Cycle for various RPM of Inverter Scroll Compressor)

  • 이규선;이근안;이형욱;이영선;김정배
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제34권3호
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    • pp.42-48
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    • 2014
  • An experimental study was performed estimating COP(Coefficient of Performance) of air-conditioning cycle with inverter scroll compressor. All experiments were done for various compressor speeds from 1000~4000 rpm and used the inverter controller called CANDy to change the compressor rpm. The air-conditioning cycle components in the apparatus were used as same with components of YF hybrid car. To estimate the COP, this study measured the temperature and pressure at inlets and outlets of compressor, condenser, and evaporator. And also measured the compressor input power using Powermeter. Through the experiments, the maximum error to estimate COP was shown about ${\pm}6.09%$ at 3500rpm. This study revealed that the condenser temperature and pressure were increased and the evaporator temperature and pressure were decreased with the increased compressor speed. And also, the COP was decreased with increased compressor speed. Those results can be used the basic and fundamental data to design the air-conditioning cycle with inverter scroll compressor.

$NH_3-CO_2$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.

재냉기를 이용한 고성능 VI(Vapor Injection)사이클 열펌프의 냉방 성능특성에 관한 연구 (Cooling Performance Characteristics of High-Performance Heat Pump with VI Cycle Using Re-Cooler)

  • 이진국;최광환
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제39권6호
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    • pp.592-598
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    • 2015
  • 본 연구에서는 공랭식 VI(Vapour-Injection) 사이클을 적용한 R410A용 고성능 하절기 냉방 열펌프의 성능 특성을 실험적으로 규명하였다. 실험에 사용한 장치는 VI 압축기, 응축기, 유분리기, 판형열교환기, 에코노마이져(economizer), 증발기, 그리고 재냉기(re-cooler)로 구성하였다. 냉방 성능 실험 조건은 다음과 같이 3가지 사이클로 VI 사이클을 적용하고 증발기 출구 냉매와 VI사이클 흡입 냉매가 재냉기에서 서로 열교환 하지 않는 사이클(사이클 A)과 열교환을 하는 사이클(사이클 B), 그리고 VI 사이클도 적용하지 않고 증발기 출구 냉매와 VI 사이클 흡입 냉매와의 열교환도 없는 사이클(사이클 C)로 구분하였다. 분석 결과, 냉방 성능은 증발기 출구 냉매와 VI사이클 흡입 냉매가 서로 열교환하는 VI사이클(사이클 B)이 가장 높았으며 VI사이클을 적용하지 않은 사이클 C가 가장 낮음을 알 수 있었으며, 사이클B의 냉방성능계수($COP_C$)가 평균 3.5로 사이클A보다 8.6%, 사이클C보다 33% 높은 값을 나타내었다.

터보 팽창기를 활용한 NGL 회수공정에서 최적의 탈메탄탑의 운전압력 결정을 통한 냉동 소요동력 최소화에 대한 연구 (A Study on the Minimization of the Refrigeration Power Consumptions Through the Determination of Demethanizer Top Pressure in the NGL Recovery Process Using Turbo-expander)

  • 김유미;조정호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.1032-1037
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    • 2011
  • 본 연구에서는 전처리 공정을 거친 천연가스로부터 에탄 이상의 성분을 회수하기 위한 탈메탄탑에 대한 전산모사와 공정 최적화를 수행하였다. 전처리된 천연가스는 탈메탄탑 상부의 차가운 기상류와의 열교환 및 프로판 냉동 사이클이 포함된 예냉공정을 거친 후에 기상과 액상이 분리된다. 기상은 터보 팽창기를 거치면서 생산되는 동력을 residue gas의 압력을 높이기 위한 압축기에 전달한 후에 부분적으로 응축되어 탈메탄탑 상부로 주입된다. 액상류는 줄-톰슨 팽창 밸브를 거친 후 더욱 냉각되어 탈메탄탑의 중간부로 주입된다. 원료 대비 에탄의 회수율은 80% 이상으로 정하였으며, 탈메탄탑의 탑저에서 에탄에 대한 메탄의 몰비는 0.0119로 정하였다. 한편 프로판 냉동 사이클의 heat duty를 최소화시키기 위해서 원료를 분리하여 side reboiler와 열교환시킴으로써 냉열의 일부를 회수할 수 있었다.

냉동기 팽창장치로서 인젝터 사용의 적합성에 관한 연구 (Study on the Adaptiveness of Using an Injector As an Expansion Device of Refrigerator)

  • 조병옥
    • 한국분무공학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.1-8
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    • 2000
  • Spray as a liquid atomization technique has wide applications of combustion, painting, chemical, medical and agricultural purpose, and so on. Capillary tubes and expansion valves, as an expansion device of vapor compression type refrigerators, has been used from the early time. But there are some problems in practice, the former can't control refrigerant flowrate exactly and the later most of imported are expensive relatively and has some difficulties to install. Choosing an injector as a new concept of expansion device of refrigerator in this study to improve such troubles of the coming expansion device, the refrigerant spray behavior and refrigeration characteristics are evaluated experimentally. It is verified that the injector with a good function of refrigerant atomization plays a desirable role of refrigerant expansion in the actual refrigeration cycle.

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