소형 확산형 흡수식 냉장고의 재생기 가열량 변화에 따른 성능 분석

• Published in: 설비공학 논문집, 37(7) pp. 324 - 331
• Main Authors: 우태훈, 남준현, 김영일
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 대한설비공학회 01.07.2025
• Subjects: 기계공학
• ISSN: 1229-6422; 2465-7611

본 연구에서는 입력전력량에 따른 소형 확산형 흡수식 냉동기의 실험장치를 구성하여 온도를 측정하였다. 또한, 자연대류 관계식을 통해 시스템의 주요 성능 지표인 COP를 계산했다. 이를 통해 저전력 구간에서 최적의 COP를 도출하고자 하였다. 그 결과는 다음과 같다. (1) 확산형 흡수식 냉동기의 성적계수는 입열량에 비례하지 않으며, 특정한 입열량에서 최댓값이 된다. (2) 본 실험에서 COP는 특정 입열량(180 V, 51 W)에서 최고값이 도출되었다. 이것은 기포펌프의 영향으로 일정 입열량을 넘어서면 COP가 낮아지는 형상을 보인다. 이는 기포펌프의 이상 유체 유동 형상의 전이로 인한 결과이다.(8,12) 본 연구는 작동유체의 증발기를 흐르는 질량유량과 입구 및 출구의 엔탈피 차로 구하는 냉각량 대신 자연대류식을 활용하여 냉각량을 계산하고 이로부터 성적계수를 계산했다. 이 방법을 통해 재생기 가열량에 따른 COP 변화 경향을 간편하게 도출한 것은 유의미하나, 이를 통해 도출한 COP는 냉매의 냉각량으로 계산한 COP보다 정확도가 낮다는 한계가 있다. 정확한 수학적 사이클 모델을 적용하여 결과를 도출하면, 보다 정확한 COP를 계산하는 데 크게 이바지할 것으로 판단된다. 또한, 향후 연구에서는 가열량 외에도 기포펌프의 지름, 길이, 위치의 영향 또는 기포펌프의 유동 간의 상관관계가 고려된 분석도 필요하다고 판단된다. 확산형 흡수식 냉장고 내부 유로의 압력강하 요인을 감소시키면 냉매의 순환량이 증가할 것이고 따라서 성적계수도 증가시킬 수 있을 것으로 판단된다. 향후 연구에서는 냉매의 유량과 상태량을 측정하여 질량 및 에너지 보존 방정식을 기반으로 사이클 해석을 수행하고, 이러한 연구를 통해 해석 결과의 신뢰도를 향상하여 향후 시스템 설계 및 최적화에 유용한 기초 자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다. This study examined the performance of a small diffusion absorption refrigerator (DAR) utilizing environmentally friendly refrigerants with variations in generator heat input. To mitigate ozone layer depletion primarily caused by halogenated refrigerants, organic refrigerants are gaining attention as environmentally sustainable alternatives. To evaluate performance, an experimental setup with a measurement system was constructed. A variable voltage generator was used to control the heating capacity of an electric heater supplying heat to the generator. Results indicated that the maximum coefficient of performance (COP) was achieved at a voltage of 180V and a power input of 51W. This outcome was attributed to characteristics of the two-phase flow regime in the bubble pump. Consequently, identifying optimal operating conditions is essential for maximizing efficiency of diffusion absorption refrigerators. KCI Citation Count: 0