[논문]제습로터 성능지료 제안

이대영; 이길봉; 김민수

제습로터 성능지료 제안
A Proposal for New Definition of Performance Indices of a Desiccant Rotor 원문보기

설비공학논문집 = Korean journal of air-conditioning and refrigeration engineering, v.19 no.7, 2007년, pp.537 - 544

이대영 (한국과학기술연구원) , 이길봉 (서울대학교 기계항공공학부) , 김민수 (서울대학교 기계항공공학부)

Abstract ▼ AI-Helper

To facilitate comparative analysis on the effects of numerous parameters concerning design and operation of a desiccant rotor, it is firstly required to represent the dehumidification performance as numerical indices. In this work is proposed two performance indices of a desiccant rotor: the humidity effectiveness and the enthalpy-leak ratio. The humidity effectiveness represents the actual dehumidification as compared with the dehumidification in an ideal case, while the enthalpy-leak ratio represents the enthalpy transfer from the regeneration side to the dehumidification side. In an ideal case, the two indices approach one and zero, respectively. The effects of numerous parameters on the dehumidification performance of a desiccant rotor are investigated through numerical simulation and represented with the two indices. The results show that the performance indices are mainly determined by three nondimensional parameters each representing the thermal capacity, the sorption capacity, and the transfer capacity of a desiccant rotor.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

제안한다. 또한 제습로터의 설계 및운전인자가 성능지표에 미치는 영향을 분석하며, 제습성능을 향상시키기 위한 방법을 논의한다. 마지막으로 제습/재생측 유입공기 온습도 변화에 따른 성능지표의 변화를 고찰한다.
본 연구에서는 기본적으로 Banks">의 성능지표와 유사하면서도 실용적으로 사용하기에 적합한 매우 단순한 성능지표를 제안한다. 이 성능지표는 제습공기 출구상태가, Fig.
본 연구에서는 제습로터 내부 열 및 물질 전달의 물리적 과정에 기반하면서도 실용적으로 적용하기에 용이하고, 제습성능에만 의존하는 무 차원 성능지표를 제안한다. 또한 제습로터의 설계 및운전인자가 성능지표에 미치는 영향을 분석하며, 제습성능을 향상시키기 위한 방법을 논의한다.
본 연구에서는 제습로터의 제습성능을 수치화하여 나타낼 수 있도록 두 가지 무차원 성능지표를 제안하였다. 이들은 습도 유용도와 엔탈피 누설률로 이상적인 제습로터에서 각각 1과 0이 된다.

제안 방법

또한 제습로터의 설계 및운전인자가 성능지표에 미치는 영향을 분석하며, 제습성능을 향상시키기 위한 방법을 논의한다. 마지막으로 제습/재생측 유입공기 온습도 변화에 따른 성능지표의 변화를 고찰한다.

이론/모형

1 에 나타내었다. 수치해석은 Zheng and Worek<13) 과 Lee et alM의 방법을 적용하였다. Table 1에 나타낸 기준 조건으로부터, 제습제 질량비율 f_m 과 제습제와 공기 사이의 열물질 전달 특성을 나타내는 N(Ntu)이 서로 다른 5가지 경우에 대하여 제습주기 변화의 영향을 나타내었다.
제습로터의 성능지표는 Lee et aL'14,15)의 이론해석 해를 이용하여 구할 수도 있다. 해석해를 제습 주기 동안 적분하여 제습과정시 출구 공기의 평균 온도와 평균 습도를 구하면 아래와 같다.

성능/효과

19로 일정하다. 무차원인자 k가 증가함에 따라 습도 유용도는 "게 비례하여 증가하다가 거의 일정해지며, 엔탈피 누설률은 지속적으로증가하는 것을 볼 수 있다.
기인한다. 그러나 실용적인 측면에서 본연구에서 제안한 성능지표는 제습/재생 공기의 입구 온도에 관계없이 거의 일정하며, 입구습도 변화의 영향은 최대 엔탈피 차이 및 최대 습도 차이에 대하여 5% 미만이다.
본 연구에서 제안한 성능지표는 제습/재생 공기의 입구온도에 관계없이 거의 일정하며, 입구 습도 변화의 영향은, 0.01-0.02 kg/kg dry air 범위에서, 최대 엔탈피 차이 및 최대 습도 차이에 대하여 각각 5% 미만이다.
4와 매우 유사함을 알 수 있으며, 이는 이론해를 이용하여 제습로터의 제습성능을 매우 정확하게 예측할 수 있음을 의미한다. 이론해와 수치해에 의한 결과의 차이는 습도 유용도와 엔탈피 누설률 모두 계산 범위에서 0.04이내이며, 특히 실용적인 범위인 k가 작고 b가 큰 범위에서는 차이가 0.01 이내이다. 이러한 결과는 Lee et al"(15)이 보인 바와 같이, 이론해를 통하여 제습출구 공기 상태를 매우 정확하게 예측할 수 있기 때문이다.
증가한다. 재생공기 입구온도가 증가하면 습도 유용도는 증가하고, 입구습도의 영향은 제습공기 입구 습도의 영향과는 반대로, 재생공기 입구습도가 증가함에 따라 습도 유용도는 증가하고 엔탈피 누설률은 감소한다. 재생공기 입구온도의 영향은 재생공기 입구 습도의 영향보다는 작다.
이로부터 제습로터의 성능지표를 구하여 6에 나타내었다. 전체적인 경향이나 성능지표의 크기가 수치해석에 의한 결과를 나타낸 Fig. 4와 매우 유사함을 알 수 있으며, 이는 이론해를 이용하여 제습로터의 제습성능을 매우 정확하게 예측할 수 있음을 의미한다. 이론해와 수치해에 의한 결과의 차이는 습도 유용도와 엔탈피 누설률 모두 계산 범위에서 0.

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