정수기 냉동 사이클 해석 프로그램 개발 및 자연 냉매 적용 실증 연구

Title
정수기 냉동 사이클 해석 프로그램 개발 및 자연 냉매 적용 실증 연구
Authors
최대성
Keywords
정수기냉동사이클해석프로그램개발및자연냉매적용실증연구
Issue Date
2011
Publisher
인하대학교
Abstract
1992년 지구 온난화와 오존층 붕괴를 유발하는 HCFC들을 규제 하는 몬트리올 의정서의 조정 이후 전 세계적으로 냉동 공조 업계는 큰 영향을 받고 있다. 환경 문제가 매년 급속도로 악화되고 있으므로 HFC-134a의 사용을 규제해야 한다는 요구가 심각하게 제기되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 상업용 냉온정수기에 대체냉매를 적용할 수 있도록 냉동 Cycle 해석 프로그램을 개발하고 실제로 해석을 수행하여 국내 정수기에서 사용 중인 HFC134a를 대체 냉매인 R429A, R430A 및 R510 의 냉동 능력을 해석 프로그램과 실험을 통해서 성능 평가를 하려 한다. R429A, R430A 및 R510의 Pull-down test를 수행하기 위해 항온 챔버를 제작하였고 각 냉매별로 냉수탱크안의 증발기, 압축기 입구, 압축기 출구, 응축기 중앙, 응축기 출구 및 압축기 헤드의 온도를 측정하고 충전 량을 22g부터 1g 씩 줄여가며 실험을 하였다. 실험 결과에서 정수기 냉동 시스템의 초기 체적이 매우 작기 때문에 1g의 충전 량 차이에도 민감하게 변하였다. 냉매의 적정량을 알 수 있는 냉매의 과열 도를 통해 최적의 충전 량으로는 각 냉매 별로 20g와 21g로 결정 되었다. 또한 에너지 소비량이 최대 28.9%감소하였다. 결과적으로 실험을 수행한 혼합 냉매들은 장기적으로 보았을 때 매우 정수기 냉동 시스템의 변화를 거의 주기 않아도 환경 문제를 해결할 수 있는 친환경적이고 안전한 HFC134a의 대체 냉매라 할 수 있다. 또한 냉온정수기의 냉동시스템 및 유사한 냉동시스템에 이 해석 프로그램을 적용한다면 냉동 Cycle을 예측하는데 유용할 것이며 개발 시간도 단축될 것으로 사료된다.
Description
제 1 장 서론 1 1.1 연구 배경 및 필요성 1 1.2 연구 목적 및 내용 4 1.3 이론적 배경 5 1.3.1 냉동/공조기의 구성 요소 5 1.3.2 기존 HFC134a 냉매의 특성 7 1.3.3 혼합냉매의 필요성 및 특성 9 제 2 장 냉매 물성치 예측 프로그램 12 2.1 컴퓨터 모델링 14 2.2 가정용 정수기 냉동 사이클 전산 해석 프로그램 개발 16 2.3 가정용 정수기 냉동 사이클 전산 해석 결과 16 제 3 장 실험장치 및 실험방법 18 3.1 항온 챔버 제작 및 Pull-down 테스트 18 3.2 실험 데이터 처리 및 계측기 23 3.3 실험 냉매 및 윤활유 24 제 4 장 결과 및 고찰 26 4.1 실험 장치의 신뢰도 확인 26 4.1.1 항온 챔버 내의 온도 분포 26 4.1.2 HFC134a 사용 기준 실험 확인 27 4.2 냉매 충전 량에 따른 성능 평가 29 4.2.1 HFC134a 대체 R429A 적용 Pull-down 테스트 결과 29 4.2.2 HFC134a 대체 R430A 적용 Pull-down 테스트 결과 35 4.2.3 HFC134a 대체 R510 적용 Pull-down 테스트 결과 40 4.3 모세관 길이 변화에 따른 성능평가 47 제 5 장 결론 51 제 6 장 참고문헌 53
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/22420
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College of Engineering(공과대학) > Mechanical Engineering(기계공학) > Theses(기계공학 석박사 학위논문)
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