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친환경 프레온 냉매를 이용하는 단압축 단팽창 냉동시스템의 성능예측
Performance Analysis of Two-stage Compression and Two-stage Expansion Refrigeration System using Freon Refrigerants 원문보기

水産海洋敎育硏究 = Journal of fisheries and marine sciences education, v.25 no.2 = no.62, 2013년, pp.301 - 306  

노건상 (동명대학교) ,  김종열 (동명대학교)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, cycle performance analysis of two-stage compression and two-stage expansion refrigeration system using alternative freon refrigerants is presented to offer the basic design data for the operating parameters of the system. Alternative freon refrigerant for freon refrigerant R22 were us...

주제어

#COP   #Natural Refrigerant   #Two-stage Compression   #Two-stage Expansion  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 2단압축 2단팽창 시스템에 대체 프레온 단일냉매 R32, R134a,대체프레온 유사공비혼합냉매 R404A(R125/R134a/R143a, 44/4/52 wt%), R407C(R32/R125/R134a, 23/25/52 wt%), R410A(R32/R125, 50/50 wt%) 및 단일냉매와 동일한 특성을 가진 공비혼합냉매 R507A (R125/R143a, 50/50 wt%)를 적용한 2단압축 2단 팽창 냉동시스템의 성능계수에 미치는 인자들을 이론적으로 분석하고 이를 통해 대체 프레온 냉매를 이용하는 2단압축 2단팽창 냉동시스템의 최적 설계를 위한 기초자료를 제공하고자 한다.
  • 표 2와 같은 운전조건에서 대체 프레온냉매를 사용하는 2단압축 2단팽창 냉동시스템의 증발온도, 응축온도, 과열도, 과냉각도 및 중간냉각기에서의 냉매유량변화에 대한 성능변화를 규명하고자 하였다.

가설 설정

  • · 저단과 고단 시스템에서의 운동에너지와 위치에너지 변화는 없는 것으로 가정하였다.
  • · 저단측 및 고단측 압축기내 냉매는 단열압축 과정이고 저단 및 고단 압축기의 압축 효율과 기계효율은 각각 0.8로 가정하였다.
  • 본 논문에서 사용되는 대체 프레온냉매의 열역학적 물성치와 성능 분석은 EES(Engineering Equation Solver) 소프트웨어(fChart softwar, 2006)를 이용하여 계산하였고, 2단압축 2단팽창 냉동시스템의 성능 분석을 위한 ESS 계산 과정에서 다음과 같은 조건을 가정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
2원 냉동시스템의 단점은? -30 ℃ 이하의 낮은 증발온도를 얻기 위해 사용되는 냉동시스템에는 2단압축 냉동시스템, 3단 압축 냉동시스템 2원 냉동시스템(노건상 외, 2011, 2010) 등이 사용된다. 2원 냉동시스템의 사용은 저원시스템용 대체냉매 선정이 늦어지고 있을 뿐만 아니라, 증발온도 -70 ℃ ~ -120 ℃의 초저온영역의 온도를 얻기 위한 범위가 한정되어 있어 있으므로 일반적으로 -40 ℃ 이하의 F3급 ~ F4급 냉동창고용 냉동시스템으로는 단압축 냉동 시스템이 사용되고 있다.
-30 ℃ 이하의 낮은 증발온도를 얻기 위해 사용되는 냉동시스템에는 무엇이 있는가? -30 ℃ 이하의 낮은 증발온도를 얻기 위해 사용되는 냉동시스템에는 2단압축 냉동시스템, 3단 압축 냉동시스템 2원 냉동시스템(노건상 외, 2011, 2010) 등이 사용된다. 2원 냉동시스템의 사용은 저원시스템용 대체냉매 선정이 늦어지고 있을 뿐만 아니라, 증발온도 -70 ℃ ~ -120 ℃의 초저온영역의 온도를 얻기 위한 범위가 한정되어 있어 있으므로 일반적으로 -40 ℃ 이하의 F3급 ~ F4급 냉동창고용 냉동시스템으로는 단압축 냉동 시스템이 사용되고 있다.
2단압축 2단팽창 냉동시스템에서 대체 프레온 냉매 및 자연냉매등과 같은 친환경적 작동유체가 거론되고 있는 이유는? 이와 같이 2단압축 2단팽창 냉동시스템에서 작동유체로 사용되던 대표적인 프레온냉매 R22의 경우, 지구온난화와 오존층파괴 등의 문제로 인해 냉매로서의 활용도는 점차 축소될 예정이다(UNEP, 1992). 이에 대한 방안으로 대체 프레온 냉매 및 자연냉매 등과 같은 친환경적 작동유체가 거론되고 있다.
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참고문헌 (7)

  1. Chaichana, C.. Aye, L. & Charters, W. W. S.(2003). Natural working fluids for solar-boosted heat pumps. Int. J. Refrigeration Vol. 26, 637-643. 

    상세보기 crossref

  2. fChart Software Inc(2006). Engineering Equation Solver 

  3. LIM, Tae-Woo. YOU, Sam-Sang & KIM, Hwan-sung(2008), Nucleate Boiling Heat Transfer from Micor Finned Surfaces with subcooled FC-72, Jour. fish. Mar. Sci. Edu, Vol. 20, No. 3, 410-415. 

  4. Roh, Geon-sang(2010). Prediction on performance of Cascade Refrigeration System using Natural Refrigerants, Jour.of Korean Soc. of Mechanical Technology, Vol. 12, No. 3, 45-51. 

    원문보기 상세보기 crossref

  5. Roh, Geo-nsang(2011). Prediction on performance of Cascade Refrigeration System using alternative freon Refrigerants, Jour.of Korean Soc. of Mechanical Technology, Vol. 13, No. 1, 73-79 

  6. UNEP(1992). Copenhagen, Decision, The Fourth Meeting of the Parties to the Montreal Protocol 

  7. YOU, Sam-Sang.LIM, Tae-Woo.JEONG, Seok-Kwon & PARK, Jong-Un(2007), A Study on gem microcooling Fing Fabrication Process for Enhancing Boiling Heat Transfer, Jour. fish. Mar. Sci. Edu, Vol. 19, No. 3, 366-372 

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