흡착 냉각 방식을 이용한 소형 냉각기의 냉각성능 향상을 위한 실험적 연구 (An) Experimental Study for the Cooling Performance Enhancement of Portable Adsorptive Evaporative Cooling Equipment원문보기
제습 증발 냉각 시스템 기술은 적용분야가 굉장히 다양하며, 자연적 자원을 이용한다는 점과 현재 대두되고 있는 오존층 파괴와 전혀 관련이 없다는 큰 장점을 가지고 있기 때문에 미래 에너지 절약 기술과 관련하여 많은 가능성을 지니고 있다. 이런 차원에서 본 연구에서는 무동력 휴대용 소형 국부 냉각 장치의 일원으로 흡착 냉각 방식을 이용한 소형 냉각기를 고안하여 ...
제습 증발 냉각 시스템 기술은 적용분야가 굉장히 다양하며, 자연적 자원을 이용한다는 점과 현재 대두되고 있는 오존층 파괴와 전혀 관련이 없다는 큰 장점을 가지고 있기 때문에 미래 에너지 절약 기술과 관련하여 많은 가능성을 지니고 있다. 이런 차원에서 본 연구에서는 무동력 휴대용 소형 국부 냉각 장치의 일원으로 흡착 냉각 방식을 이용한 소형 냉각기를 고안하여 그것의 냉각 성능에 영향을 미치는 인자들에 대해 제시하고, 소형 흡착식 냉각기의 냉각성능 향상을 위한 각 인자들의 영향에 대해 실험적으로 규명하였다. 소형 흡착식 냉각기는 제습 증발 냉각 방식의 냉각 효과를 극대화한 소형 냉각 장치로서 물을 냉매로 하여 증발잠열을 이용하기 때문에 큰 냉각 성능을 얻을 수 있고 별도의 에너지원이 필요 없으며, 재생이 가능하기 때문에 제습제의 수명에 따라 반영구적으로 사용할 수 있는 큰 이점이 있다. 또한 용도에 따라 초소형으로도 제작이 가능하여 여러 분야에서 활용할 수 있다. 이런 소형 흡착식 냉각기의 냉각 성능에 영향을 미치는 중요인자들에 관한 실험을 수행하고 냉각 성능과 관련하여 유효 냉각 시간을 정의하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 초기 압력과 물의 포화 압력 사이의 선형적인 관계로 소형 흡착식 냉각기의 설계 시에는 불응축 가스량을 최소로 줄여야 함을 확인 하였다. 제습제 온도 제어에 따른 영향에 대해서는 흡착부 외부 표면을 32.5℃, 50% RH의 습구 온도로 증발 냉각 하였을 때, 대기 온도 조건에 비해 유효 냉각시간이 약 2.6배 증가된 것으로 나타났다. 흡착부 내부 핀과 관련하여서는 핀이 없는 경우에 비해 유효 냉각 시간이 약 3.6배 증가함을 확인할 수 있었다. 핀형 흡수 구조물을 이용하여 증발면적의 영향에 대해 알아본 결과, 증발 면적을 4배 증가 시켰을 때 유효냉각시간이 약 1.3배 증가되었으며, Gas-Reservoir의 유무에 따른 영향에 대해 알아본 결과 약 5.2배의 가장 큰 유효 냉각 시간 향상 정도를 보였다. 결론적으로 소형 흡착식 냉각기의 내부 불응축 가스량은 최소로 하고, 흡착부 내외부 핀을 통하여 제습제의 흡착열이 외부로 잘 빠져 나갈 수 있게 하고, 그리고 반드시 Gas-reservoir를 설치하는 것이 휴대용 무동력 소형 흡착식 냉각기의 최적 설계 방향임을 실험을 통하여 확인하였다.
제습 증발 냉각 시스템 기술은 적용분야가 굉장히 다양하며, 자연적 자원을 이용한다는 점과 현재 대두되고 있는 오존층 파괴와 전혀 관련이 없다는 큰 장점을 가지고 있기 때문에 미래 에너지 절약 기술과 관련하여 많은 가능성을 지니고 있다. 이런 차원에서 본 연구에서는 무동력 휴대용 소형 국부 냉각 장치의 일원으로 흡착 냉각 방식을 이용한 소형 냉각기를 고안하여 그것의 냉각 성능에 영향을 미치는 인자들에 대해 제시하고, 소형 흡착식 냉각기의 냉각성능 향상을 위한 각 인자들의 영향에 대해 실험적으로 규명하였다. 소형 흡착식 냉각기는 제습 증발 냉각 방식의 냉각 효과를 극대화한 소형 냉각 장치로서 물을 냉매로 하여 증발잠열을 이용하기 때문에 큰 냉각 성능을 얻을 수 있고 별도의 에너지원이 필요 없으며, 재생이 가능하기 때문에 제습제의 수명에 따라 반영구적으로 사용할 수 있는 큰 이점이 있다. 또한 용도에 따라 초소형으로도 제작이 가능하여 여러 분야에서 활용할 수 있다. 이런 소형 흡착식 냉각기의 냉각 성능에 영향을 미치는 중요인자들에 관한 실험을 수행하고 냉각 성능과 관련하여 유효 냉각 시간을 정의하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 초기 압력과 물의 포화 압력 사이의 선형적인 관계로 소형 흡착식 냉각기의 설계 시에는 불응축 가스량을 최소로 줄여야 함을 확인 하였다. 제습제 온도 제어에 따른 영향에 대해서는 흡착부 외부 표면을 32.5℃, 50% RH의 습구 온도로 증발 냉각 하였을 때, 대기 온도 조건에 비해 유효 냉각시간이 약 2.6배 증가된 것으로 나타났다. 흡착부 내부 핀과 관련하여서는 핀이 없는 경우에 비해 유효 냉각 시간이 약 3.6배 증가함을 확인할 수 있었다. 핀형 흡수 구조물을 이용하여 증발면적의 영향에 대해 알아본 결과, 증발 면적을 4배 증가 시켰을 때 유효냉각시간이 약 1.3배 증가되었으며, Gas-Reservoir의 유무에 따른 영향에 대해 알아본 결과 약 5.2배의 가장 큰 유효 냉각 시간 향상 정도를 보였다. 결론적으로 소형 흡착식 냉각기의 내부 불응축 가스량은 최소로 하고, 흡착부 내외부 핀을 통하여 제습제의 흡착열이 외부로 잘 빠져 나갈 수 있게 하고, 그리고 반드시 Gas-reservoir를 설치하는 것이 휴대용 무동력 소형 흡착식 냉각기의 최적 설계 방향임을 실험을 통하여 확인하였다.
The desiccant evaporative cooling system has advantages that are simple processing, environmental friendly and need no external energy source. In this research a small adsorption cooler using desiccant evaporative cooling system is fabricated. The inside is the device is in the vacuum state and Zeol...
The desiccant evaporative cooling system has advantages that are simple processing, environmental friendly and need no external energy source. In this research a small adsorption cooler using desiccant evaporative cooling system is fabricated. The inside is the device is in the vacuum state and Zeolite is used as the desiccant. Firstly, considering air in the device as noncondensable gas, the experiment inspecting the variation of water temperature according to the mass of noncondensable gases in the device is carried out. The result shows that saturation pressure at the water temperature has a linear relation with the mass of noncondensable gas. Therefore, noncondensable gases in the cooler have to be minimum. Secondly, the experiments about he effect of the external surface cooling on desiccant tank ,the internal fm of adsorption part, the evaporation area, and the gas-reservoir are carried out. The result of each experiment shows that the small adsorption cooler have to be fabricated with the optimized fm in order to reduce the temperature of the desiccant and with gas-reservoir for the control of the noncondensable gases.
The desiccant evaporative cooling system has advantages that are simple processing, environmental friendly and need no external energy source. In this research a small adsorption cooler using desiccant evaporative cooling system is fabricated. The inside is the device is in the vacuum state and Zeolite is used as the desiccant. Firstly, considering air in the device as noncondensable gas, the experiment inspecting the variation of water temperature according to the mass of noncondensable gases in the device is carried out. The result shows that saturation pressure at the water temperature has a linear relation with the mass of noncondensable gas. Therefore, noncondensable gases in the cooler have to be minimum. Secondly, the experiments about he effect of the external surface cooling on desiccant tank ,the internal fm of adsorption part, the evaporation area, and the gas-reservoir are carried out. The result of each experiment shows that the small adsorption cooler have to be fabricated with the optimized fm in order to reduce the temperature of the desiccant and with gas-reservoir for the control of the noncondensable gases.
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