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열교환기에서의 착상 및 제상 특성 원문보기

설비저널 = The magazine of the Society of Air-conditioning and Refrigerating Engineers of Korea, v.41 no.10, 2012년, pp.36 - 43  

이관수 (한양대학교 기계공학부)

초록이 없습니다.

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문제 정의

  • 본지에서는 서리성장에 대한 기본적인 개념 및 원리를 설명하고, 핀의 표면처리가 착상에 미치는 영향에 대해 알아본다. 마지막으로 서리층을 녹이기 위한 제상의 종류 및 제상시기를 결정하기 위한 방법에 대해서 살펴본다.
  • 본지는 공기 중의 수분이 0℃ 이하의 저온 냉각면과 접촉 시, 냉각면에 서리가 성장하는 착상 현상에 대해서 알아보았다. 서리성장은 크게 결정 생성기, 서리층 성장기, 서리층 성숙기로 분류가 되며, 결정 생성기에는 운전조건과 표면처리 방법에 따라 서리결정의 크기 및 생성시간이 결정된다.
  • 본지에서는 서리성장에 대한 기본적인 개념 및 원리를 설명하고, 핀의 표면처리가 착상에 미치는 영향에 대해 알아본다. 마지막으로 서리층을 녹이기 위한 제상의 종류 및 제상시기를 결정하기 위한 방법에 대해서 살펴본다.
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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
서리성장의 단계는 어떻게 분류되는가? 그림 1과 같이 서리성장은 크게 3단계로(결정 생성기, 서리층 성장기, 서리층 성숙기) 분류할 수 있으며[7], 각각 단계의 특징은 다음과 같다.
서리층 성장에 영향을 주는 주요한 운전 인자는 어떠한 것이 있는가? 서리층 성장에 영향을 주는 주요한 운전 인자는 냉각면온도, 공기습도, 공기온도, 공기유속이며, 각각 인자의 영향은 다음과 같다. 먼저 냉각면은 온도가 낮을수록 서리 성장구동력(driving potential)이 증가하여 서리층 두께 성장이 더 활발하게 일어나고, 저온 냉각면에서의 빠른 서리 성장은 서리층의 다공도를 증가시켜 상대적으로 저밀도의 서리층이 성장한다.
착상과 제상이 냉동사이클로 운전되는 제품에 있어서 가장 큰 문제 중 하나인 이유는 무엇인가? 습공기가 노점온도 이하의 저온 냉각면과 접촉하면 공기 중 수분이 상변화하여 응축하고, 특히 냉각면 온도가 0℃ 미만일 경우에는 응축수가 다공질의 서리로 변하는 착상이 발생한다. 착상은 냉장고의 실내 증발기나, 난방 운전 중인 히트펌프의 실외 열교환기에서 발생한다. 열교환기에서 성장한 서리는 공기유로를 차단하여 열교환기를 통과하는 공기유량을 감소시키고, 서리층은 부가적인 열저항으로 작용하여 열교환기의 성능저하를 유발한다. 착상에 따른 열교환기 성능저하를 막기 위해 서리층을 녹이는 작업을 제상이라 하고, 제상과정에는 서리층을 녹이기 위한 에너지가 추가로 소비가 될 뿐만 아니라, 냉동 사이클 작동이 중단되므로 사용자에게 큰 불편함을 초래한다. 따라서 착상과 제상은 냉동사이클로 운전되는 제품에 있어서 가장 큰 문제 중 하나이다.
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