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2차 냉매로 천연냉매 R744를 사용하는 냉동시스템의 성능 특성
Performance Characteristics of Refrigeration System Using R744 as a Secondary Refrigerant 원문보기

한국동력기계공학회지 = Journal of the korean society for power system engineering, v.18 no.4, 2014년, pp.17 - 22  

이문빈 (부경대학교 냉동공조공학과 대학원) ,  조환 (부경대학교 냉동공조공학과 대학원) ,  윤정인 (부경대학교 냉동공조공학과) ,  최인수 (동명대학교) ,  손창효 (부경대학교 냉동공조공학과)

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In this paper, the performance characteristics of R404 indirect refrigeration system using R744 as a secondary refrigerant were investigated experimentally to obtain a optimum design data for this system. First, for the constant experimental conditions, the COP of R404A indirect refrigeration system...

주제어

#R744   #R404A   #Secondary Refrigerant   #COP(Coefficient of performance)   #Performance Characteristics  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 2차 냉매로서 R744를 적용한 R404A용 간접 냉동시스템의 성능 특성을 파악하기 위해서, 동일한 실험조건에서 R404용 냉동시스템의 성능 특성을 분석한다. 이를 통해 R744를 2차 냉매로 사용하는 R404A용 간접 냉동시스템의 최적 설계를 위한 기초자료를 제공하고자 한다.
  • 본 연구에서는 2차 냉매인 R744를 사용하는 간접 냉동시스템의 R404A 응축온도, R744 냉각기온도차, R744 질량유량 등의 인자들이 시스템의 성능에 어떠한 영향을 주는지에 대해서 살펴보았다. 따라서 본 연구에 대한 주요 결과를 요약하면 다음과 같다.
  • 본 절에서는 R744를 2차 냉매로 사용하는 간접 냉동시스템의 성능 특성을 분석하여, 이에 대한 기초 설계 자료를 제공하고자 한다. 따라서 R404A 응축온도, R744 냉각기온도차, R744 질량 유량의 변화에 따른 성능계수를 살펴보았다.
  • 따라서 본 논문에서는 2차 냉매로서 R744를 적용한 R404A용 간접 냉동시스템의 성능 특성을 파악하기 위해서, 동일한 실험조건에서 R404용 냉동시스템의 성능 특성을 분석한다. 이를 통해 R744를 2차 냉매로 사용하는 R404A용 간접 냉동시스템의 최적 설계를 위한 기초자료를 제공하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
간접 냉동시스템에는 물품 냉각을 위한 2차 냉매로 어떤 냉매가 사용되는가? 간접 냉동시스템(Indirect Refrigeration System)은 주로 대형 할인마트나 냉동창고에 사용되는 것으로, 물품 냉각을 위한 2차 냉매(브라인)로는 단상 브라인이 사용되어 왔다. 하지만 이러한 단상 브라인들은 냉각온도가 감소할수록 점도 증가로 인해 펌프 소비동력이 상당히 커진다.
단상 브라인의 특징은 무엇인가? 간접 냉동시스템(Indirect Refrigeration System)은 주로 대형 할인마트나 냉동창고에 사용되는 것으로, 물품 냉각을 위한 2차 냉매(브라인)로는 단상 브라인이 사용되어 왔다. 하지만 이러한 단상 브라인들은 냉각온도가 감소할수록 점도 증가로 인해 펌프 소비동력이 상당히 커진다. 따라서, -30℃∼-50℃의 저온에서도 점도가 크지 않는 R744를 2차 냉매로 사용하기 위한 연구가 진행 중에 있다.
간접 냉동시스템 내의 냉매 순환 과정을 두 개로 구분하여 설명하시오. 이 간접 냉동시스템 내의 냉매 순환 과정은 두 개로 구분하여 설명할 수 있다. 먼저 1단 압축 1단 팽창 증기압축식 냉동시스템 내의 R404A 순환 과정을 살펴보면 수액기에 과냉 상태로 충전된 R404A가 압축기에 의해 순환된다. 그리고 수액기를 나온 냉매액은 질량유량계를 지나서 냉매의 유량과 밀도를 측정하여 R404A의 냉매 상태를 확인하고 팽창밸브로 냉매를 팽창시킨다. 그 후 R744 냉각기에서는 R744 가스와 열교환한 후 내부 열교환기로 유입된다(바이패스가 없는 경우). 이때 내부 열교환기에서는 응축기에서 나온 냉매액과 열교환한 후 과열된 증기가 기액분리기와 압축기로 들어간다. 압축기에서 압축된 고온고압의 냉매증기는 응축기에서 열원수와 열교환한 후 내부열교환기를 지나서 수액기로 들어간다. 다음으로, R744 2차 냉매 시스템 내의 R744 순환을 설명하면, R744용 수액기를 나온 냉매액은 펌프의 구동에 의해서 질량 유량계로 유입되고 질량유량계를 나온 냉매액은 R744 증발기로 들어간다. R744증발기에서는 열원수(브라인)와 열교환한 후 R744냉각기로 보내어져 액화된다. 이때 냉매액은 과냉각되어 다시 R744용 수액기로 들어간다.
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참고문헌 (6)

  1. S. F. Pearson, 1995, "Cooling Method and Apparatus", British patent Number 2258298. 

  2. A. C. Pachai, 2004, "Experience with $R7_{44}$ as refrigerant in supermarkets", In: Proceedings of the sixth IIR-Gustav Lorentzen Conference on Natural Working Fluids, Glasgow, United Kingdom, August 29-September 1. 

  3. D. Hinde, S. Zha, L. Lan, 2008, " $R7_{44}$ experiences in North American supermarkets", In: Proceedings of the Eighth IIR-Gustav Lorentzen Conference on Natural Working Fluids, Copenhagen, Denmark, pp. 1098-1104. 

  4. H. Kruse, 2000, "Refrigerant use in Europe", ASHRAE J., Vol. 42, pp. 16-25. 

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

  6. L. Lin and S. Jiang, 2008, "Discussion about utilizing R744 as low temperature secondary refrigerant", Chine, Refrigeration and Air Conditioning, Vol. 8, No. 4, pp. 24-27. 

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