하이브리드 흡착식 냉동기 적용을 위한 다중 응축 열원 R-1234ze(E) 냉동사이클 성능 특성에 관한 연구

• Published in: 설비공학 논문집, 33(9) Vol. 33; no. 9; pp. 447 - 455
• Main Authors: 김동호(Dong Ho Kim), 류진우(Jin Woo Yoo), 이공훈(Kong Hoon Lee)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 대한설비공학회 01.09.2021
• Subjects: 기계공학; Adsorption chiller(흡착식 냉동기); COP(성능 계수); Multi condensing source(다중 응축 열원); Hybrid(하이브리드); Vapor-compression chiller(압축식 냉동기); Condensing pressure(응축 압력)
• ISSN: 1229-6422; 2465-7611
• DOI: 10.6110/KJACR.2021.33.9.447

본 연구에서는 흡착식 냉동기와 압축식 냉동기가 결합된 하이브리드 흡착식 냉동기를 모사하여 흡착식 냉동기의 증발기에서 공급되는 저온 응축 열원 냉각수의 작동 조건(온도, 유량) 및 열교환기 크기에 따라 압축식 냉동기의 성능 변화를 실험적으로 확인하였다. 하이브리드 냉동기의 설계에 가장 중요한 인자인 흡착식 냉동기의 냉수 출구 온도에 따른 냉각 용량과 압축식 냉동기 응축기 2의 열량을 매칭하기 위한 설계 조건을 확인하였으며, 주요 결과는 다음과 같다. (1) 다중 열원을 사용하는 압축식 냉동기에 있어, 저온 응축 열원의 온도가가 낮고, 냉각수 유량이 크고, 응축기의 크기가 클 경우에 응축 압력의 감소와 함께 저온 열원 응축기(응축기 2)의 열량이 증가하고, 과냉도가 증가함을 확인하였다. (2) 냉매 응축 평균온도가 낮은 조건이 될수록 응축 압력의 감소와 함께 과냉도 증가로 증발기 증발 잠열이 증가하여 더 큰 냉각 열량을 얻을 수 있었으며, 압축기 소비 동력의 감소에 따른 성능 계수(COP) 증가도 확인하였다. (3) 응축기 2의 부하비에 따라 응축 포화 온도는 선형적으로 감소하다 응축기 1의 부하가 너무 낮아 응축기 1이 증기 냉각기(Gas cooler) 역할만 수행하여 출구 상태가 과열 상태로 나오게 되는 경우에는 냉매 응축 평균온도가 보다 낮을 수 있음을 확인하였다. 응축기 2의 입구 조건이 2-Phase 상태라면( < 1) 응축 포화 온도는 보다 크게 되며 냉매 평균 응축 온도가 낮은 조건일수록 응축 포화 온도가 에 근접함을 확인하였다. A vapor compression cycle can be combined with an adsorption chiller in order to overcome the large volume which is a fundamental problem of adsorption chillers. In this study, the performance characteristics of the vapor compression cycle under multi condensing heat source conditions were experimentally investigated. Experiments were performed with a 70 kW vapor compression cycle using R-1234ze(E) refrigerant and the performance of the vapor compression cycle according to the change of chilled water conditions of the adsorption chiller was examined. When the temperature of the low temperature condensing source was low, the operating flow rate and size of the heat exchanger were large, the capacity of the low temperature condenser increased with the decrease of condensing pressure and high cooling capacity could be obtained. The coefficient of performance also increased under the same conditions. KCI Citation Count: 0