흡수식 시스템의 용액 열교환기는 주로 쉘앤튜브(Shell & Tube) 방식을 채택하고 있으나, 열교환 효용도가 그리 높지 않아 그 성능 향상에 한계가 있다. 또한 이를 보완하기 위해 튜브를 가공하는 경우, 제작비용에 비해 효율성이 그리 크지 않으며, 장시간 운전시 파울링 효과에 의해 성능이 저하됨으로써 효과적이지 못하다. 그러나 판형 열교환기의 경우 내부의 파울링 효과가 쉘앤튜브에 비해 대략 50～100배 이상 감소하므로 이에 따른 성능저하를 최소화 할 수 있으며 열교환 효용도 또한 월등히 앞서 ...
흡수식 시스템의 용액 열교환기는 주로 쉘앤튜브(Shell & Tube) 방식을 채택하고 있으나, 열교환 효용도가 그리 높지 않아 그 성능 향상에 한계가 있다. 또한 이를 보완하기 위해 튜브를 가공하는 경우, 제작비용에 비해 효율성이 그리 크지 않으며, 장시간 운전시 파울링 효과에 의해 성능이 저하됨으로써 효과적이지 못하다. 그러나 판형 열교환기의 경우 내부의 파울링 효과가 쉘앤튜브에 비해 대략 50～100배 이상 감소하므로 이에 따른 성능저하를 최소화 할 수 있으며 열교환 효용도 또한 월등히 앞서 냉동기의 성능향상과 재료비의 감소에 따른 원가 절감이 가능하다. 판형 열교환기에는 가스켓, 브레이징, 용접형 등이 있으며 이 중 개스킷타입의 경우 고 진공상에서 운전되는 흡수식시스템에는 적합하지 않으며 브레이징 타입과 용접형 타입이 흡수식 시스템에 적용이 가능하다. 하지만 브레이징 타입의 경우 좋은 열전달 성능을 갖는 반면 용량이 커질 경우 제작을 위한 로의 크기 또한 커져야 하므로 제작비의 상승에 대한 문제를 안고 있으며, 국내기업의 제작수준도 외국 유수기업에 비해 많이 미흡한 편이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고자 브레이징타입과 유사한 성능을 가지며 저가로 생산이 가능한 용접형 판형 열교환기 개발을 위해 90%이상의 효용도를 갖는 A사의 브레이징 타입과 국내 S 기업에서 제작한 쉐브론 엠보싱 판형열교환기, W형 판형열교환기의 성능을 비교하고, 최적의 성능을 갖는 열교환기 개발을 위해 3가지 제작법을 고안하여 실험을 수행하였다. 본 연구를 통해 브레이징 타입과 유사한 열교환 효용도를 갖는 열교환기는 W형 판형열교환기임을 알 수 있었으며, 효용도는 약 93%에 도달 하였다. 또한, W형 전열판을 적용하여 고온 및 저온 용액 열교환기를 제작하여 성능실험을 수행하고 열전달 및 압력강하 상관식을 도출하였으며, 유량이 증가할수록 열전달 성능이 증가하고, 마찰계수가 감소함을 알 수 있었다.
흡수식 시스템의 용액 열교환기는 주로 쉘앤튜브(Shell & Tube) 방식을 채택하고 있으나, 열교환 효용도가 그리 높지 않아 그 성능 향상에 한계가 있다. 또한 이를 보완하기 위해 튜브를 가공하는 경우, 제작비용에 비해 효율성이 그리 크지 않으며, 장시간 운전시 파울링 효과에 의해 성능이 저하됨으로써 효과적이지 못하다. 그러나 판형 열교환기의 경우 내부의 파울링 효과가 쉘앤튜브에 비해 대략 50～100배 이상 감소하므로 이에 따른 성능저하를 최소화 할 수 있으며 열교환 효용도 또한 월등히 앞서 냉동기의 성능향상과 재료비의 감소에 따른 원가 절감이 가능하다. 판형 열교환기에는 가스켓, 브레이징, 용접형 등이 있으며 이 중 개스킷타입의 경우 고 진공상에서 운전되는 흡수식시스템에는 적합하지 않으며 브레이징 타입과 용접형 타입이 흡수식 시스템에 적용이 가능하다. 하지만 브레이징 타입의 경우 좋은 열전달 성능을 갖는 반면 용량이 커질 경우 제작을 위한 로의 크기 또한 커져야 하므로 제작비의 상승에 대한 문제를 안고 있으며, 국내기업의 제작수준도 외국 유수기업에 비해 많이 미흡한 편이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고자 브레이징타입과 유사한 성능을 가지며 저가로 생산이 가능한 용접형 판형 열교환기 개발을 위해 90%이상의 효용도를 갖는 A사의 브레이징 타입과 국내 S 기업에서 제작한 쉐브론 엠보싱 판형열교환기, W형 판형열교환기의 성능을 비교하고, 최적의 성능을 갖는 열교환기 개발을 위해 3가지 제작법을 고안하여 실험을 수행하였다. 본 연구를 통해 브레이징 타입과 유사한 열교환 효용도를 갖는 열교환기는 W형 판형열교환기임을 알 수 있었으며, 효용도는 약 93%에 도달 하였다. 또한, W형 전열판을 적용하여 고온 및 저온 용액 열교환기를 제작하여 성능실험을 수행하고 열전달 및 압력강하 상관식을 도출하였으며, 유량이 증가할수록 열전달 성능이 증가하고, 마찰계수가 감소함을 알 수 있었다.
Experimental study was carried out to examine the performance of welded type plate heat exchangers(PHE) for absorption application and to quantify the effects of the manufacturing method, the gap of each plate on the heat transfer coefficient and the pressure drop in the plate heat exchangers. Two d...
Experimental study was carried out to examine the performance of welded type plate heat exchangers(PHE) for absorption application and to quantify the effects of the manufacturing method, the gap of each plate on the heat transfer coefficient and the pressure drop in the plate heat exchangers. Two different plate heat exchangers were developed and eight PHEs were tested for performance evaluation. In this study, the experiment is performed by the following four steps. The first step is to find a suitable type of plate. In this study, two different types are considered : the chevron embossed and the W pattern. The second step is to find an optimum manufacturing method for the welded type PHE. In this step, three different manufacturing methods are devised. The heat transfer and pressure drop characteristics of three different PHEs are tested. The third step is to examine the effect of the gap distance between the two plates on the performance of the PHEs. And the final step is to test the welded type high and low temperature solution heat exchanger(SHX). Also the correlation of Nusselt number and Fanning friction factor coefficient are developed. Each PHE is tested by controlling mass flow rate and inlet temperatures. The working fluid is water and the inlet temperature conditions are calculated by a fixed Prandtl number and the inlet flow rate is calculated by a fixed Reynolds number to compare the performance of each PHE. From the first step, it is found that the W type welded plate heat exchanger is more suitable than the chevron embossing type. It is also found that the Method - 3 is the best manufacturing method. From the third step, it is found that the effect of a smaller gap gives a better heat transfer performance. It is also found that the heat transfer and pressure drop performances increase linearly with increasing Reynolds number. Finally, the Nusselt number and Fanning friction factor correlations are developed of which error band is ± 10%. These results provide a guideline to apply the welded PHE for the solution heat exchanger of absorption system.
Experimental study was carried out to examine the performance of welded type plate heat exchangers(PHE) for absorption application and to quantify the effects of the manufacturing method, the gap of each plate on the heat transfer coefficient and the pressure drop in the plate heat exchangers. Two different plate heat exchangers were developed and eight PHEs were tested for performance evaluation. In this study, the experiment is performed by the following four steps. The first step is to find a suitable type of plate. In this study, two different types are considered : the chevron embossed and the W pattern. The second step is to find an optimum manufacturing method for the welded type PHE. In this step, three different manufacturing methods are devised. The heat transfer and pressure drop characteristics of three different PHEs are tested. The third step is to examine the effect of the gap distance between the two plates on the performance of the PHEs. And the final step is to test the welded type high and low temperature solution heat exchanger(SHX). Also the correlation of Nusselt number and Fanning friction factor coefficient are developed. Each PHE is tested by controlling mass flow rate and inlet temperatures. The working fluid is water and the inlet temperature conditions are calculated by a fixed Prandtl number and the inlet flow rate is calculated by a fixed Reynolds number to compare the performance of each PHE. From the first step, it is found that the W type welded plate heat exchanger is more suitable than the chevron embossing type. It is also found that the Method - 3 is the best manufacturing method. From the third step, it is found that the effect of a smaller gap gives a better heat transfer performance. It is also found that the heat transfer and pressure drop performances increase linearly with increasing Reynolds number. Finally, the Nusselt number and Fanning friction factor correlations are developed of which error band is ± 10%. These results provide a guideline to apply the welded PHE for the solution heat exchanger of absorption system.
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