[논문]흡수식 열펌프 작동유체로서의 나노유체냉매 적용

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이진기 (경희대학교 대학원) , 강용태 (경희대학교 기계.산업시스템 공학부)

현재 사용되어지는 냉매에 대한 규제와 에너지 수급불균형의 문제를 해결하기 위해 증기압축식 냉동기의 대체방안중 하나인 흡수식 시스템에 대해 알아보고 흡수식 시스템의 성능향상을 위해 차세대 냉매인 이성분 나노유체의 적용가능성을 제시하고자 한다.

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이러한 작동유체의 흡수성능 및 열전달 성능은 흡수식 시스템 전체의 성능을 좌우 한다고 해도 과언이 아닐 것이다. 이와 관련하여 흡수식 작동 유체에 나노유체의 개념을 접목시킴으로써 시스템의 성능을 향상시키려는 연구가 진행되고 있으며, 본 소고에서는 신 냉매인 이성분 나노유체의 사용을 통한 흡수식 시스템의 성능향상 방안을 모색하여 흡수식 시스템에 대한 이성분 나노유체의 적용가능성을 제시하고자 한다.

FE-SEM을 통해 분석 된 입자의 평균 크기와 나노유체에 분산되어 있는 입자의 크기를 비교함으로써 실제 이성분 나노유체의 분산안정도를 확인할 수 있다. 나노유체의 입도분석 결과가 FE-SEM 분석을 통한 입자의 크기보다 훨씬 크다고 한다면 이성분 나노유체의 분산안정도는 매우 낮다고 할 수 있는 것이다.

나노유체의 입도분석 결과가 FE-SEM 분석을 통한 입자의 크기보다 훨씬 크다고 한다면 이성분 나노유체의 분산안정도는 매우 낮다고 할 수 있는 것이다. 이러한 분산안정도 평가방법을 통해 최적의 농도 조건을 찾고 분산안정도 기술을 향상시킴으로써 실제 시스템에 대한 적용 가능성을 높일 수 있을 것이다.
그러나 입자의 침착문제는 분산안정도의 향상을 통해 해결할 수 있다. 실제로 나노유체에 계면활성제 및 분산안정제를 첨가함으로써 첨가제를 사용하지 않은 나노유체에 비해 분산안정성이 상당히 높게 나타남을 확인하였으며, 또한 나노입자 자체의산처리 과정을 통해 침착현상을 막을 수 있다는 가능성을 확인하였다.

이것은 새로운 차세대 냉매의 개발이 필연적이라는 것을 의미한다. 우리는 앞으로 이러한 차세대 냉매의 개발을 통해 보다 효율적이고 친환경적인 시스템에 대한 연구를 꾸준히 진행해 나가야 할 것이며 국내뿐만 아니라 전 세계적인 관심과 지원이 요구된다. :#
그동안 진행된 연구결과로 미루어 볼 때 이성분 나노유체가 열 및 물질전달에 긍정적인 영향을 준다는 사실만은 확인할 수 있었다. 이는 이론적인 검증이 뒷받침 되어야 하며 아울러 지속적인 연구를 통해 열 및 물질전달 특성을 정량적으로 파악하고 이와 관련된 명확한 메커니즘의 규명이 이루어져야할 것이다. 또한 실제 시스템과 같은 조건에서의 실험을 통해 신뢰성에 대한 충분한 검토가 뒷받침 되어야 한다.
나노유체의 입도분석 결과가 FE-SEM 분석을 통한 입자의 크기보다 훨씬 크다고 한다면 이성분 나노유체의 분산안정도는 매우 낮다고 할 수 있는 것이다. 이러한 분산안정도 평가방법을 통해 최적의 농도 조건을 찾고 분산안정도 기술을 향상시킴으로써 실제 시스템에 대한 적용 가능성을 높일 수 있을 것이다.

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