본 연구에서는 절곡 방식의 일제 레이온/PE(90:10) 가정용 가습 소자를 대체할 수 있는 새로운 가습 원단과 형상에 대해 검토하였다. 레이온/PET(50:50), 크라프트/PET (40:60), 크라프트/PET/활성탄, 세 종류 원단으로 시료를 만들고 가습 성능 실험을 수행하였다. 가습 효율은 일본 제품을 100%로 볼 때 레이온/PET 소자는 대략 59%, 크라프트/PET 소자는 62%, 크라프트/PET/활성탄 소자는 84%로 나타났다. 이는 소자에 흡습성을 부여하는 레이온 또는 크라프트 섬유의 양이 일본 소자에 비하여 작기 때문이다. 한편 활성탄이 코팅된 경우는 가습 성능이 현저히 향상되었다. 반면 압력 손실은 일본 제품에 비해 개발품에서 현저히 작게 나타났다. 동일 소비 동력에서의 가습 성능을 의미하는 $j_m/f^{1/3}$의 값은 크라프트/PET/활성탄 소자에서 일본 소자보다 60%에서 82% 크게 나타났다. 실험 데이터를 이론 모델의 예측치와 비교하였다.
본 연구에서는 절곡 방식의 일제 레이온/PE(90:10) 가정용 가습 소자를 대체할 수 있는 새로운 가습 원단과 형상에 대해 검토하였다. 레이온/PET(50:50), 크라프트/PET (40:60), 크라프트/PET/활성탄, 세 종류 원단으로 시료를 만들고 가습 성능 실험을 수행하였다. 가습 효율은 일본 제품을 100%로 볼 때 레이온/PET 소자는 대략 59%, 크라프트/PET 소자는 62%, 크라프트/PET/활성탄 소자는 84%로 나타났다. 이는 소자에 흡습성을 부여하는 레이온 또는 크라프트 섬유의 양이 일본 소자에 비하여 작기 때문이다. 한편 활성탄이 코팅된 경우는 가습 성능이 현저히 향상되었다. 반면 압력 손실은 일본 제품에 비해 개발품에서 현저히 작게 나타났다. 동일 소비 동력에서의 가습 성능을 의미하는 $j_m/f^{1/3}$의 값은 크라프트/PET/활성탄 소자에서 일본 소자보다 60%에서 82% 크게 나타났다. 실험 데이터를 이론 모델의 예측치와 비교하였다.
In this study, new materials and shapes for a residential humidifying element were investigated. These elements could replace the current Japanese folded-type rayon/PE elements. Samples were taken from three different materials - rayon/PET (50:50), kraft/PET (40:60), kraft/PET/carbon. Results showed...
In this study, new materials and shapes for a residential humidifying element were investigated. These elements could replace the current Japanese folded-type rayon/PE elements. Samples were taken from three different materials - rayon/PET (50:50), kraft/PET (40:60), kraft/PET/carbon. Results showed that the humidification efficiencies of the new samples were lower than those of the Japanese product. The efficiencies were 59% for the Japanese product (rayon/PET), 62% for kraft/PET and 84% for kraft/PET/carbon. This could be due to lower rayon or kraft content in the present samples than that in the Japanese product. However, pressure drops in the present samples were significantly lower than that in the Japanese product, due to improved channel configuration. The humidification capacity at the same pumping power ($j_m/f^{1/3}$) was 60% to 82% higher for the kraft/PET/carbon sample compared with the Japanese product. Furthermore, the results are compared with theoretical predictions.
In this study, new materials and shapes for a residential humidifying element were investigated. These elements could replace the current Japanese folded-type rayon/PE elements. Samples were taken from three different materials - rayon/PET (50:50), kraft/PET (40:60), kraft/PET/carbon. Results showed that the humidification efficiencies of the new samples were lower than those of the Japanese product. The efficiencies were 59% for the Japanese product (rayon/PET), 62% for kraft/PET and 84% for kraft/PET/carbon. This could be due to lower rayon or kraft content in the present samples than that in the Japanese product. However, pressure drops in the present samples were significantly lower than that in the Japanese product, due to improved channel configuration. The humidification capacity at the same pumping power ($j_m/f^{1/3}$) was 60% to 82% higher for the kraft/PET/carbon sample compared with the Japanese product. Furthermore, the results are compared with theoretical predictions.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 연구에서는 압력손실을 현저히 줄일 수 있는 새로운 형상으로 가습소자를 개발하였다. 또한 가격을 낮출 수 있는 방안도 검토하였다.
싱글페이서는 골판지 코류게이터(corrugator)에서 절곡된 원단과 평판 원단을 열융착하여 제조된다. 본 연구에서는 세 종류의 원단을 검토하였다. Fig.
또한 고가의 레이온이 다량 포함되어 있어 가격이 비싸다. 본 연구에서는 압력손실을 현저히 줄일 수 있는 새로운 형상으로 가습소자를 개발하였다. 또한 가격을 낮출 수 있는 방안도 검토하였다.
본 연구에서는 절곡 방식의 일제 레이온/PE (90:10) 가습 소자를 대체할 수 있는 새로운 가습소재와 형상에 대해 검토하였다. 신규 소자는 과다한 압력 손실을 줄일 수 있도록 평행 코류게이트 채널 형상으로 개발하였고 또한 고가의 레이온을 대체하는 방안도 검토하였다.
가설 설정
산업의 발달과 산업구조의 변화로 현대인들은 대부분의 시간을 실내 거주 공간 및 사무실에서 보내고 있음을 고려할 때 쾌적한 실내공기환경을 제공하는 것은 매우 중요하다. 실내공기 환경을 결정하는 가정 주된 인자는 온도와 습도이다. 그 중 온도제어에 대해서는 많은 연구가 이루어졌고 설비 또한 다양하게 개발되어 있는 반면 습도의 제어는 상대적으로 취약한 편이다.
제안 방법
공기측 풍량은 흡입식 풍동 후방에 장착된 노즐을 사용하여 측정하였고 (ASHRAE 규격 41.2)(17) 시료의 압력손실은 정밀도 ±0.5 Pa의 차압 트랜스듀서로 측정하였다.
신규 소자는 과다한 압력 손실을 줄일 수 있도록 평행 코류게이트 채널 형상으로 개발하였고 또한 고가의 레이온을 대체하는 방안도 검토하였다. 레이온/PET(50:50), 크라프트/PET(40:60), 크라프트/PET/활성탄, 세 종류 원단으로 시료를 만들고 가습 성능에 대한 실험을 수행하였다. 주된 결론은 다음과 같다.
물의 온도는 정밀도 ±0.1°C의 정밀 RTD(Pt-100Ω센서)로써 측정하였다.
레이온은 목재 펄프를 화학적으로 용해한 후 섬유형태로 응고시켜 만들어지는데 펄프를 기재로 하기 때문에 흡습 특성이 우수하다. 반면 강도가 부족한데 이를 보완하기 위하여 PE를 추가하였다. Fig.
세번째는 두번째 크라프트섬유 40%, PET 60% 원단에 활성탄을 코팅하여 흡습 성능을 향상시킨 원단이다. 상기 세 원단을 사용하여 신규 형상의 가습소자를 만들고 기존 제품과 가습성능을 비교하였다. 실험은 전방풍속을 변화시키며 수행되었다.
본 연구에서는 절곡 방식의 일제 레이온/PE (90:10) 가습 소자를 대체할 수 있는 새로운 가습소재와 형상에 대해 검토하였다. 신규 소자는 과다한 압력 손실을 줄일 수 있도록 평행 코류게이트 채널 형상으로 개발하였고 또한 고가의 레이온을 대체하는 방안도 검토하였다. 레이온/PET(50:50), 크라프트/PET(40:60), 크라프트/PET/활성탄, 세 종류 원단으로 시료를 만들고 가습 성능에 대한 실험을 수행하였다.
상기 세 원단을 사용하여 신규 형상의 가습소자를 만들고 기존 제품과 가습성능을 비교하였다. 실험은 전방풍속을 변화시키며 수행되었다. Fig.
원단의 흡습 특성을 살펴보기 위하여 컵에 붉은 염색물을 5 mm 높이로 채우고 길이 100 mm 원단시료를 담가 물을 흡수하는 정도를 시간에 따라 측정하였다(Fig. 7 참조). 250초 후에 흡수 높이는 일본 원단은 86 mm, 활성탄이 코팅된 원단은 74 mm, 크라프트/PET원단은 60 mm, 레이온/PET 원단은 39 mm로 나타났다.
대상 데이터
2에 국내 W사의 가정용 가습기에 사용되는 가습소자의 사진을 나타내었다. 이 가습소자는 일본 제품으로 레이온 90%와 PE(Polyethylene) 10% 조성(중량비)의 합성 섬유 부직포이다. 레이온은 목재 펄프를 화학적으로 용해한 후 섬유형태로 응고시켜 만들어지는데 펄프를 기재로 하기 때문에 흡습 특성이 우수하다.
2에 나타난 시료의 외각크기는 일본 제품과 개발품 모두 폭 220 mm, 높이 120 mm, 깊이 26 mm이다. 일본 제품은 두께0.5 mm의 원단을 3.1 mm 핏치로 절곡하여 제조되었고 개발품은 두께 0.18 mm 원단을 높이 2.8 mm, 핏치 6.2 mm의 코류게이트 채널 형상으로 성형, 적층하여 제조되었다. 총 가습 면적은 일본 제품이 0.
3에 세 종류 원단으로 만들어진 싱글 페이서의 사진이 나타나 있다. 첫번째는 레이언 50%, PET(Polyethylene terephthalate) 50% 원단(중량비)이다. 원단을 열융착 시키기 위해서는 PET의 함량이 50%이상 필요하다.
이론/모형
0 m/s 사이에서 변화시키며 수행하였다. ASHRAE 규격 41.5(19)에 따라 실험오차 해석을 수행하였고 그 결과가 Table 2에 나타나 있다. 마찰계수의 오차는 주로 차압계 (±0.
시료 후방에는 배플이 설치되어 배출공기를 혼합 시켜준다. 시료의 입출구 온습도는 ASHRAE 규격 41.1에 따라 측정하였다.(16) 소자 하부에는 물 받침대가 있어 이로부터 소자에 물을 공급한다.
성능/효과
(1) 가습 효율은 일본 제품을 100%로 볼 때 레이온/PET 소자는 대략 59%, 크라프트/PET 소자는 62%, 크라프트/PET/활성탄 소자는 84%로 나타났다. 이는 소자에 흡습성을 부여하는 레이온 또는 크라프트 섬유의 양이 일본 소자에 비하여 작기 때문이다.
(2) 압력 손실은 일본 제품을 100%로 볼 때 레이온/PET 소자는 37%, 크라프트/PET 소자는 12%, 크라프트/PET/활성탄 소자는 25%로 개발품에서 현저히 작게 나타났다. 이는 채널 형상이 수평 코류게이트 형상으로 개선된 때문이다.
10에 동일 소비 동력에서의 가습 성능을 의미하는 jm /f1/3의 값을 나타내었다.(22) 크라프트/PET, 레이온/PET 소자의 jm /f1/3 값은 일본 소자와 유사한 반면 크라프트/PET/활성탄 소자의 값은 일본소자보다 60%에서 82% 큼을 보여준다. 이로부터 크라프트/PET/활성탄 소자가 일본 제품에 비하여 우수한 에너지 효율을 보인다고 판단할 수 있다.
(3) 동일 소비 동력에서의 가습 성능을 의미하는 jm/f1/3의 값은 크라프트/PET, 레이온/PET 소자의 경우 일본 소자와 유사한 반면 크라프트/PET/활성탄 소자에서 일본 소자보다 60%에서 82% 크게 나타났다.
1°C)에 기인하였다. 실험오차는 전방풍속이 증가할수록 감소하였다.
두번째는 크라프트 섬유 40%, PET 60% 원단이다. 이 방안에서는 고가의 레이온을 저렴한 크라프트 섬유로 대체하여 원가를 더욱 줄일 수 있다. 크라프트 섬유와 PET는 제지 공정을 통하여 대량 제조되므로 원단의 가격이 저렴하다.
후속연구
(5) 실제 가정용 가습기에 적용되기 위해서는 가습 성능 외에도 내구성, 항균성 등에 대한 추가검토가 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
쾌적한 실내공기환경을 제공하는 것이 중요한 이유는 무엇인가?
산업의 발달과 산업구조의 변화로 현대인들은 대부분의 시간을 실내 거주 공간 및 사무실에서 보내고 있음을 고려할 때 쾌적한 실내공기환경을 제공하는 것은 매우 중요하다. 실내공기 환경을 결정하는 가정 주된 인자는 온도와 습도이다.
가정용 가습기는 어떻게 구분할 수 있는가?
가정용 가습기는 초음파식, 가열식, 기화식, 복합식으로 구별된다. 그간 초음파식 가습 방법이 널리 사용되었지만 초음파식은 물 속의 세균까지 공기 중으로 비산시키는 문제가 있다.
기화식 가습 방법의 단점은 무엇인가?
(1) 기화식은 구조가 간단하고 에너지 소모가 적어 가정용 가습기에 널리 사용되고 있다. 하지만 다른 가습방법에 비해 가습량이 적고 홴 소음이 큰 단점이 있다.(2) Fig.
참고문헌 (22)
Kim, I. H., Kim, K. Y. and Kim, D. K., 2012, "Characteristics of Bio-Aerosol Generation of Household Humidifiers by User Practices," Environ. Health, Vol. 38, pp. 503-509.
Kim, T. W., Kim, M., Kim, G. T., Kim, D. Y., Youn, B., Kim, D. K. and Han, Y. W., 2015, "A Theoretical Study on the Performance of Humidification Element," Proc. Summer Annual Conf., SAREK, pp. 163-166.
Liao, C. M., Singh, S. and Wang, T. S., 1998, "Characterizing the Performance of Alternative Evaporative Cooling Media in Thermal Environmental Control Application," J. Environ. Sci. Health, Vol. 33, pp. 1391-1417.
Liao, C. M. and Chiu, K. H., 2002, "Wind Tunnel Modeling the System Performance of Alternative Cooling Pads in Taiwan Region," Build. Environ., Vol. 37, pp. 77-87.
Gunhan, T., Demir, V. and Yagcioglu, A. K., 2007, "Evaluation of the Suitability of Some Local Materials as Cooling Pads," Biosystems Eng., Vol. 96, No. 3, pp. 369-377.
Rawangkul, R., Khedary, J., Hirunlabh, J. and Zeghmati, B., 2008, "Performance Analysis of a New Sustainable Evaporative Cooling Pad Made From Coconut Coir," Int. J. Sustain. Eng., Vol. 1, No. 2, pp. 117-131.
http://www.munters.com
Ahmed, E. M., Abaas, O., Ahmed, M. and Ismail, M. R., 2011, "Performance Evaluation of Three Different Types of Local Evaporative Cooling Pads in Greenhouse in Sudan, Saudi J. Bio. Sic., Vol. 18, pp. 45-51.
Khond, V. W., 2011, "Experimental Investigation of Desert Cooler Performance Using Four Different Cooling Pad Materials," Am. J. Sci. Ind. Res., ISSN 2153-649X.
Jain, J. K. and Hindoliya, D. A., 2011, "Experimental Performance of New Evaporative Cooling Pad Materials," Sustainable Cities and Society, Vol. 1, pp. 252-256.
Barzegar, M., Layeghi, M., Ebrahimi, G., Hamzeh, Y. and Khorasani, M., "Experimental Evaluation of the Performances of Cellulosic Pads Made out of Kraft and NSSC Corrugated Paper as Evaporative Media," Energy Conversion and Management, Vol. 54, pp. 24-29.
Kulkarni, R. K. and Rajput, S. P. S., 2013, "Comparative Performance Analysis of Evaporative Cooling Pads of Alternative Configurations and Materials," Int. J. Adv. Eng. Tech., ISSN 22311963.
Maurya, R. M., Shrivastvaya, N. and Shrivastvaya, V., 2014, "Performance Evaluation of Alternative Cooling Media," Int. J. Sci. Eng. Res., Vol. 5, No. 10, ISSN 2229-5518.
Kim, N. H., 2016, Personal Communication with Kukil Paper Co.
ASHRAE Standard 41.1, 1986, Standard Method for Temperature Measurement, ASHRAE.
ASHRAE Standard 41.2, 1986, Standard Method for Laboratory Air-Flow Measurement, ASHRAE.
KARSE Standard SPS-KARSE B 0050-6335, 2015, Indoor Humidifier, KARSE.
ASHRAE Standard 41.5, 1986, Standard Measurement Guide, Engineering Analysis of Experimental Data, ASHRAE.
Holman, J. P., 2010, Heat Transfer, 10th Ed., McGraw-Hill Pub.
Shah, R. K. and London, A. L., 1978, Laminar Flow Forced Convection in a Duct, Academic Pub.
Webb, R. L. and Kim, N. H., 2005, Principles of Enhanced Heat Transfer, Taylor and Francis Pub.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.