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R744용 초임계 냉동사이클의 성능 분석
Performance Analysis of R744(Carbon Dioxide) for Transcritical Refrigeration System 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.10 no.1, 2009년, pp.32 - 38  

노건상 (동명대학교 냉동공조공학과) ,  손창효 (부경대학교 기계공학부)

초록
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R744용 초임계 증기압축식 냉동시스템의 작동변수에 대한 기초설계자료를 제공하고자 냉동능력, 압축일량, 성적계수에 대한 사이클 성능분석을 실시하였다. 본 연구에서 고려된 작동변수는 R744 증기압축식 사이클의 과열도, 가스냉각기 출구온도, 증발온도이다. R744의 냉동능력은 과열도가 증가할수록 증가하는 반면, 증발온도와 가스냉각기 출구온도가 증가할수록 감소한다. 압축일량은 R744의 과열도와 냉각압력과 함께 증가하나 증발온도는 증가할수록 감소한다. 그리고 성적계수는 가스냉각기의 출구온도와 증발온도가 증가할수록 증가하는 반면, 과열도는 감소한다. 그러므로, R744용 초임계 증기압축식 냉동시스템의 냉동능력, 압축일량, 성적계수는 과열도, 가스냉각기 출구온도, 증발온도에 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 따라서, R744용 초임계 증기압축식 냉동시스템을 설계할 경우에는 이러한 영향을 면밀하게 파악하여야 한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, cycle performance analysis for cooling capacity, compression work and COP of R744($CO_2$) transcritical vapor compression refrigeration system is presented to offer the basic design data for the operating parameters of the system. The operating parameters considered in this...

주제어

#이산화탄소   #초임계 냉동시스템   #증기 압축시스템  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 표 3에서 성능 분석범위는 R744용 냉동사이클의 운전조건이다. 표 1의 분석조건으로부터 표 2~3의 수식과 열물성치값을 계산하고 이렇게 나온 결과값을 이용하여 R744용 냉동사이클의 냉동능력, 압축일량, 성적계수에 영향을 미치는 과열도, 가스냉각기 출구냉매온도, 냉각압력, 증발온도 등의 인자들에 대해서 살펴보고자 하였다.

가설 설정

  • . 사이클내 배관의 압력강하와 열손실은 무시한다. .
  • . 압축기내 냉매는 단열압축과정이고, 압축효율과 기계효율은 모두 0.8이다.
  • . 열교환기(증발기, 응축기, 캐스케이드 열교환기)내의 냉매 압력강하와 열손실은 무시한다.
  • 이용하여 계산하였다. R744 냉매를 적용한 1 단 압축 1단 팽창 증기압축식 냉동시스템의 성능 분석을 위해 다음과 같이 가정하였다.
  • . 운동에너지와 위치에너지의 변화는 없는 것으로 가정한다. 그림 2는 본 연구에서 적용하는 1단 압축 1 단 팽창 증기압축식 냉동시스템의 상세도를 나타낸것이고, 이의 분석에 필요한 식들은 Table 1에 정리하였다.
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참고문헌 (9)

  1. Bodinus, W. S.. The rise and fall of carbon dioxide systems. In: Will HM, editor. The first century of air conditioning. Atlanta, GA: ASHRAE, pp. 29-34, 1999. 

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  3. Ebner, T. and Halozan, H., Testing the Aviable Alternative - An Examination of R-134a, R-152a and R-290, lEA HPC Newsletter, Vol. 12, No1, Sittard, The Netherlands, 1994. 

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  5. Neksa, P., Rekstad, H., Zakeri, G. R. and Schiefloe, P. A., $CO_2$ heat pump water heater: characteristics, system design and experimental results, International Journal of refrigeration, Vol. 21, No. 3, pp.172-179, 1998. 

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  6. Hwang, Y. and Reinhard, R., Experimental Investigation of the $CO_2$ Refrigeration cycle, ASHRAE Transacitions: simpogia, pp. 1219-1227, 1999. 

  7. Brown, S. J., Yana-Motta, F. S. and Domanski, A. P., Comparative analysis of an auto motive air conditioning systems operating with $CO_2$ and R134a, International Journal of refrigeration, 25(2002), pp. 19-32, 2002. 

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  8. McEnaney, R. P., Boewe, D. E., Yin, J. M., Park, Y. C., Bullard, C. W. and Hrnjak, P. S., Experimental comparison of mobile AlC system when operated with transcritical $CO_2$ versus conventional RI34A, Proceeding of the 7th International Refrigeration Conference at Purdue University, West Lafayette, Indiana 1998, pp. 140-150, 1998. 

  9. EES: Engineering Equation Solver, 2006. fChart Software Inc. 

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