[논문]재생온도가 저온인 경우 제습로터의 재생부/제습부 면적비율과 회전속도 최적화

정재동; 이대영; 윤석만

재생온도가 저온인 경우 제습로터의 재생부/제습부 면적비율과 회전속도 최적화
Optimization of the Area Ratio of Regeneration to Dehumidification and Rotor Speed on the Condition of Low Regeneration Temperature 원문보기

설비공학논문집 = Korean journal of air-conditioning and refrigeration engineering, v.19 no.7, 2007년, pp.521 - 528

정재동 (세종대학교 기계공학과) , 이대영 (한국과학기술연구원) , 윤석만 (한국지역난방공사 기술연구소)

Abstract ▼ AI-Helper

The desiccant rotor is the most essential component of desiccant cooling system, but its design relies on manufacturer's experience and principles are not yet clear in spite of a lot of theoretical/experimental work published. The mathematical modeling of desiccant rotor needs solution of coupled partial differential equations of heat and mass transfer. In this study, numerical program is developed and validated using a real desiccant rotor. The calculation results are in reasonable agreement with the experimental data and other available numerical results. Optimization of desiccant rotor on the condition of low regeneration temperature are investigated. The optimal rotor speed at which the process outlet humidity becomes minimized, shows same as that of the system optimization. Compared to high regeneration temperature, broad is the range of optimal speed of low regeneration temperature. Systematic analysis on the optimal area ratio of regeneration to dehumidification section has also been conducted.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 제습 냉방 시스템을 개발, 적용하기 위한 전제조건으로, 그 핵심이 되는 제습로터의 열 . 물질전달 현상을 해석하는 프로그램을 개발하고, 검증하고, 재생온도가 낮은 경우에 재생부/제습부 면적비율과 회전속도 최적화의 해석을 목적으로 한다.
실정이다. 본 연구에서는 제습 냉방 시스템을 개발, 적용하기 위한 전제조건으로, 그 핵심이 되는 제습로터의 열 . 물질전달 현상을 해석하는 프로그램을 개발하고, 검증하고, 재생온도가 낮은 경우에 재생부/제습부 면적비율과 회전속도 최적화의 해석을 목적으로 한다.

제안 방법

하지만 이를 최적화에 적용하기에는 적합지 않다. 따라서 앞에서 언급하였듯이 많은 단점이 있지만 여타 논문에서 성능지표로 인용하고 있는 제습출구에서의 습도를 본 논문에서도 채용하기로 한다.
제습로터의 열 . 물질전달 현상을 해석하여 재생온도가 낮은 경우에 재생부/제습부 면적 비율과 회전속도 최적화를 살펴보았다. 해석 방법은 실험 결과와 가용한 계산결과를 비교하여 타당함을 검증하였다.
실내공기는#, 외기조건 # = 35 ℃,# = 40%, 외기도입비율 0.3으로 고정하고 재생온도를 60 ℃, 90 ℃, 120 ℃로 변화하여 그 영향을 살펴보았다. 재생부/제습부 면적비는 시스템해석의 결과(15)로 얻은 0.
3으로 고정하고 재생온도를 60 ℃, 90 ℃, 120 ℃로 변화하여 그 영향을 살펴보았다. 재생부/제습부 면적비는 시스템해석의 결과(15)로 얻은 0.7를 기준으로 하였고 낮은 재생온도에서 그 변화를 살여보았다. 제습 냉방 시스템의 구성요소로서 제습로터를 살펴보는 것이기에 문헌(15)의 조건과 동일한 조건을 설정하였다.
주어진 지배방정식을 시간에 대해 암시적차분, 공간에 대해 전진차분법으로 차분화하여(800 x 50) 제습량과 재생량의 질량균형이 0.5% 이내의 오차로 계산하였다. 이러한 오차는 기존의 연구와 비슷한 정도의 수준이며 계산시간은 PC₄ 2GHz로수 초 정도이다.

데이터처리

제습 로터와 관련된 대부분의 실험 결과는 검증을 위해 필요한 일부 데이터가, 특히 결과에 매우 큰 영향을 미치는 채널 형상과 크기에 대한 데이터가 누락되어 있어서 직접적인 비교가 어렵다. 여기서는 Brillhart(16)의 실험결과와, 이를 대상으로 일부 데이 터 를 가정 한 상태에서 수치 해석한 결과(11)를 본 연구결과와 상호비교하여 보았다. Brillhart '의결과와 본 연구의 결과는 매우 잘 일치하고 있으나, 실험결과와 Sphaier와 Worek""의 수치해석 결과나 본 연구 결과가 다소 차이를 보인다.
해석방법의 타당성을 검증하기 위해 기존 실험 결과와 가용한 계산결과와 비교하였다. 제습 로터와 관련된 대부분의 실험 결과는 검증을 위해 필요한 일부 데이터가, 특히 결과에 매우 큰 영향을 미치는 채널 형상과 크기에 대한 데이터가 누락되어 있어서 직접적인 비교가 어렵다.

성능/효과

주목할 사실은 3.2절에서 논의한 바와 같이 고온의 재생온도에 비해 저온의 재생온도에서 로터 회전속도 선택이 상대적으로 자유로움을 알 수 있다.
물질전달 현상을 해석하여 재생온도가 낮은 경우에 재생부/제습부 면적 비율과 회전속도 최적화를 살펴보았다. 해석 방법은 실험 결과와 가용한 계산결과를 비교하여 타당함을 검증하였다.

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