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문제 정의
- 더욱이 요즈 음은 응용의 범주가 넓은 블록식 팽창밸브가 개발되어 장착되고 있는 추세이다.7,8) 따라서 본 연구의 목적은 신냉매용 자동차 공조시스템에 장착되는 블록식 팽창밸브의 최적설계에 대한 기초기술의 확립과 이를 토대로 한 국내의 자동차용 공조시스템의 부품 설계기술을 제고하는데 있다.
- 국내 일부 1500cc급 자동차에서 사용되고 있는 일본 H사 제품을 모델로 한 것이다. H사 블록식 팽창밸브와 같은 구조인 봉입 방식 시 작품은 H사 블록식 팽창밸브의 단점으로 여겨지는 감온부의 증발기 출구 온도에 있어서의 감응을 보다 효과적으로 수행하기 위하여 설계 . 제작되었다.
가설 설정
- 따라서, 이상과 같은 온도감응식 팽창밸브가 가질수 있는 결점들을 스프링 방식으로 바꿀 경우에 생기는 이점은 다음과 같이 열거할 수 있다. 1)과도 한압축기 회전수의 변화시 에도압력파 발생이 생 기 지 않는다. 2) 공조시스템의 가동시에 액체 냉매가 압축기로 유입될 가능성이 없고, 초기 헌팅현상이 현저하게 감소한다.
- 온도감응식 블록식 팽창밸브의 단점은 1)과도 한 압축기 회전수의 변화시에 시스템내에서 압력파를 발생시킬 우려가 있으며, 일단 압력파가 한번 발생하면 좀처럼 안정되기 어렵고 자동차에서와 같이 압축기 회전수의 변화가 심한 상태에서는 엔진과 맞물려 돌아가는 압축기의 불안정으로 인하여 소음과 함께 장시간사용할 시에는 엔진에 무리를 주게 될 것이다. 2) 공조시스템의 가동시에는 압축기쪽으로 액체 냉매가 들어갈 우려가 있다. 이것은 여름철 높은 주위온도로부터 팽창밸브 감온부의 온도가 높은 상태이고, 이러한 상태는 감온부의 압력상승으로 연결되며, 감온부의 압력상승은 팽창밸브의 개도를 증가시켜서 초기 공조시스템의 가동시에 증가된 오리피스 개도를 통해 충분히 팽창되지 못한 냉매가 증발기를 거쳐 압축기로 유입될 가능성이 있다.
- 이것은 여름철 높은 주위온도로부터 팽창밸브 감온부의 온도가 높은 상태이고, 이러한 상태는 감온부의 압력상승으로 연결되며, 감온부의 압력상승은 팽창밸브의 개도를 증가시켜서 초기 공조시스템의 가동시에 증가된 오리피스 개도를 통해 충분히 팽창되지 못한 냉매가 증발기를 거쳐 압축기로 유입될 가능성이 있다. 3) 감온부의 급격한 온도변화 시에 도 압력파를 발생시킬 우려가 있다.
- 본 실험에서는 팽창밸브내 오리피스 내외의 유동특성을 파악하고자, 오리피스 입구쪽에서는 캐비테이션이 없는 단상유동을 가정하였고, 확대상 사시킨 상태와실제의 상태로 각각실험을 수행하였으며 실험에 사용된 기기들의 사양은 Table. 3과 같다.
- 실제 자동차 공조시스템의 작동에 있어서는 압축 기 의 토출온도가 낮은 것일수록 좋지만 압축기 토 출온도를 낮게 하려고 하다보면 팽창밸브를 통한 증발기 출구의 과열도를 낮게 하여야 하므로 실험결과를 토대로 고려해 볼 때 증발기 출구의 과열도가 낮을 경우에는 압축기로 액냉매가 들어갈 우려가 있고, 증발기 유출공기의 온도는 상승하게 되어 실질적으로 자동차 실내의 온도를 하강시키는 데 걸리는 소요시간이 더 길어질 것이며, 압축기가 고장날 우려가 높을 것이다. 이러한 사실은 증발기를 통해 유출되는 공기의 온도를 하강시키는 것과 압축기의 토출온도가 상승하는 것은 서로 연관성을 가지고 있으며, 그 관계는 반비례한다는 것을 알 수 있다.
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