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[국내논문] 에어컨용 열교환기의 고성능화 개발 원문보기

기계저널 : 大韓機械學會誌, v.54 no.5 = no.402, 2014년, pp.49 - 53  

하야세 가쿠 (삼성전자(주) 생활가전사업부)

초록

이 글에서는 에어컨용 열교환기의 고성능화에 관해서, 종래의 Fin & Tube방식부터 최신의 마이크로 채널 방식까지의 개발 사례를 소개하고자 한다.

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제안 방법

  • 응축기에 관해서는 자동차용 사양을 크게 변경하지 않고도 수력직경이 0.8mm 정도에 Tube폭 16.0mm를 채용하여 기존의 Fin & Tube방식(관경 7.0mm×2열)의 40% 사이즈로 동일 성능 확보를 실현하였다.
  • 실내기용에 관해서는 수력직경 0.9mm 정도에 Tube 폭 9.5mm(2열)을 채용하고, 기존의 Fin & Tube형(관경 7.0mm×3열)의 60% 사이즈로 동일 성능 확보를 실현하였다.
  • 실외기용에 관해서는 수력직경 1.1mm 정도에 Tube폭 20mm를 채용하고, 기존의 Fin & Tube방식(관경 7.0mm×2열)의 75% 사이즈로 동일 성능의 확보를 실현하였다.
  • 0mm×2열)의 약 2배의 착상특성 개선을 실현하였다. 또한 헤더 내에는 냉매 통과 단면적이 다른 배플(Baffle)을 설치하여 부분적으로 냉매의 증속 또는 감속을 가능케 하여 증발조건에서의 기액 이상류 냉매분배 특성 개선 또한 실현하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
표면응력이란 무엇인가 자유표면이 탄성변형을 겪을 때 필요한 단위면적당 가역적인 일의 양
자동차에 사용되는 All Aluminum Parallel Flow형의 장점은 무엇인가 한편, 자동차용 열교환기에 있어서는 기존의 Fin & Tube방식을 알루미늄 다공 편평관(마이크로 채널)을 적용한 Parallel Flow형으로 변경하여 소형/경량화를 실현하였다(1988년). 이 Parallel Flow형은, 다공 편평관을 통한 냉매측 전열성능의 향상과 공기측 통풍 저항의 저감, 알루미늄 Fin과 알루미늄 편평관의 NOCOLOK 브레이징을 통해 Fin-Tube 사이의 접촉열 저항을 저감하여 큰 폭의 성능향상을 실현하면서, All 알루미늄화를 통한 재료비 저감을 가능케 하는 혁신적인 열교환기다. 당사는 이 All Aluminum Parallel Flow형에 주목하고, 우선 자동차용 열교환기 기술을 응용하여 에어컨으로의 도입을 시도했으며 이어서 신규 독자 사양을 개발하여 적용확대를 추진하면서 에어컨용 열교환기의 혁신적인 고성능화를 실현하였다.
자동차용 에어컨은 무엇으로 구성되어 있는가 자동차용 에어컨은 냉방전용 사이클로 열교환기는 헤더를 수평, 다공 편평관을 수직으로 배치하는 증발기와 헤더를 수직, 다공 편평관을 수평으로 배치하는 응축기 이렇게 두 종류로 구성되어 있다. 이 두 종류의 열교환기에 관해 에어컨용 열교환기의 사용조건을 비교하면, 냉매 종류 및 냉매유량, 공기측 풍속의 범위는 다르지만, 기본 컨셉트를 크게 변경하지 않고도 에어컨에 적용할 수 있었다.
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