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문제 정의
- 본 연구에서는 가정용 분리형 에어컨의 동적 성능을 모사하고, 냉매 충전량에 따른 증발 및 응축압력의 변화와 압축기 및 팽창장치를 통한 냉매 유량의 변화, 그리고 성능계수, 소비전력 등의 변화를 해석하여 시스템의 최적 충전량을 예측하고자 한다.
가설 설정
- ⑴ 모세관 내 유동은 1차원, 정상상태, 균질 유동이다. (2) 모세관은 직관이며, 그 단면적은 일정하다. (3) 외부와의 열교환은 없다.
- (1) 압축기내 냉매 증기는 이상기체로 간주한다. (2) 압축과정은 폴리트로픽 과정이다. (3) 압축기 내 오일의 영향은 무시한다.
- ⑴ 냉매는 1차원이며 균질 유동이다. (2) 점성 및 압력 소산은 무시한다. (3) 축방향 전도 열전달은 무시한다.
- (2) 압축과정은 폴리트로픽 과정이다. (3) 압축기 내 오일의 영향은 무시한다.
- (2) 모세관은 직관이며, 그 단면적은 일정하다. (3) 외부와의 열교환은 없다.
- (2) 점성 및 압력 소산은 무시한다. (3) 축방향 전도 열전달은 무시한다. (4) 관내 오일의 영향은 무시한다.
- (3) 축방향 전도 열전달은 무시한다. (4) 관내 오일의 영향은 무시한다. (5) 냉매는 열역학적인 평형 상태를 유지한다.
- (4) 관내 오일의 영향은 무시한다. (5) 냉매는 열역학적인 평형 상태를 유지한다. (6) 관내의 압력변화에 의한 소비 일은 무시한다.
- (5) 냉매는 열역학적인 평형 상태를 유지한다. (6) 관내의 압력변화에 의한 소비 일은 무시한다.
- 본 연구에서는 열교환기를 구조적으로 해석하지 않기 때문에, 열교환기 내의 공기 온도 변화는 고려하지 않았다.
- 시스템은 크게 증발기, 응축기, 압축기, 모세관의 네 개 요소의 기계 및 기기에 대한 부프로그램으로 작성되어 있으며, 배관은 주위와의 열교환이 없는 열교환기 관의 연장이라 가정하고 열교환기 루프 내에서 해석하였다. 초기의 냉매 배치를 가정하여, 실내외의 온도에 해당하는 포화압력으로 초기 냉매의 압력을 가정하였고, 이 압력을 이용 하여 열교환기의 경계조건을 구하기 위해 압축기와 모세관 모델에 대하여 계산하였다.
- 루프 내에서 해석하였다. 초기의 냉매 배치를 가정하여, 실내외의 온도에 해당하는 포화압력으로 초기 냉매의 압력을 가정하였고, 이 압력을 이용 하여 열교환기의 경계조건을 구하기 위해 압축기와 모세관 모델에 대하여 계산하였다. 모사가 진행되면, 가정된 입출구 경계조건을 이용하여 열교환기를 해석하고, 이때 계산된 압력을 이용하여 다시 압축기와 모세관의 유량을 계산하며 압축기와 모세관 유량이 수렴할 때까지 반복 계산하였다.
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