초록 ▼

본 연구에서는 제습식 냉난방 공조기용 핵심부품으로 있는 제습로터 및 회전식 열교환기를 개발하고 이들 소재에 대한 특성 평가결과와 자체 설계 제작한 시스템을 통하여 제습로터 등을 성능 평가한 연구개발 결과는 다음과 같다. 세라믹 로터 기술 개발을 위한 제습제 합성실험 및 특성분석을 통하여 silica gel, metal(Ti, Al, Mg 등) silicate 등의 제습제 합성공정기술을 확립하고, 제습성능 등이 우수한 titanium silicate 등의 제습제를 합성하였다. 또한 세라믹허니컴과 제습제와의 합성반응 담지실험시 sodi

본 연구에서는 제습식 냉난방 공조기용 핵심부품으로 있는 제습로터 및 회전식 열교환기를 개발하고 이들 소재에 대한 특성 평가결과와 자체 설계 제작한 시스템을 통하여 제습로터 등을 성능 평가한 연구개발 결과는 다음과 같다. 세라믹 로터 기술 개발을 위한 제습제 합성실험 및 특성분석을 통하여 silica gel, metal(Ti, Al, Mg 등) silicate 등의 제습제 합성공정기술을 확립하고, 제습성능 등이 우수한 titanium silicate 등의 제습제를 합성하였다. 또한 세라믹허니컴과 제습제와의 합성반응 담지실험시 sodium silicate과 황산 또는 metal salt와의 반응온도, 반응시간 등에 따라 제습성능이 크게 좌우됨을 실험을 통하여 확인하였고 최적 합성 탐지공정기술을 확립하였다. 세라믹 쉬트로 성형된 허니컴을 열처리한 후에 제습제인 실리카겔 및 티탄늄 실리케이트를 합성 담지시켜 제습로터(직경 10~30 cm x 폭 20cm) 제조하고, 로터식 현열교환기도 제조하였다. 제습로터의 흡착.탈착 거동을 실험적으로 측정하기 위한 용도로 습공기 최대 처래량이 300 $Nm^3&/hr 인 회전식 성능평가용 흡.탈착 측정장치를 설계 제작하였다. 티탄늄 실리케이트를 합성 담지시켜 제조한 제습로터에 대한 특성 측정결과를 보면 공기온도 34.6 $\cirC&, 상대습도 45%의 습공기를 0.5m/sec 속도로 통과시킨 후 110 $\cirC&로 가열 재생시킬때 제습율은 15.4%, 재생효율은 91.2%을 나타내었고, 실리카겔을 합성 담지시켜 제조한 제습로터에 대한 특성측정결과를 보면, 공기온도 24.1 $\cirC&, 상대습도 44%의 습공기를 0.9 m/sec 속도로 통과시킨후 110 $\cirC&로 가열 재생시킬때 제습율은 12.2%, 재생효율은 90.8% 나타내었다. 세라믹 현열교환기에 대한 열교환효율 측정한 결과, 열교환기의 회전속도를 증가함에 따라 효율이 증가하고 약 3~4 rpm에서 약 90% 이상의 열교호나 효율을 보이고 그 이상 회전속도에서는 열효율이 거의 일정함을 보엿다. 비회전식 제습 가열재생거동 측정장치를 수정 보완하여 입구측의 온도 및 습도를 일정하게 조절할 수 잇도록 하였고, 로터를 고정식이 아닌 회전시키면서 특성 측정하도록 되어 있으며 수분증발기에 의한 냉각온도를 일정하게 조절할 수 있도록 보완하여 설계 제작하였다. 또한 전산모사를 통하여 제습식 냉방 시스템에 있어서의 운전변수가 시스템 성능에 미치는 영향도 이론적으로 검토하였다.

Abstract ▼

In the 1st step research, for the purpose of development of dehumidification rotor and rotary-type heat exchanger for desiccant cooling and dehumidification systems, research on manufacturing of ceramic sheet, corrugation, forming honeycomb and desiccants impregnation in the sheet and properties ana

In the 1st step research, for the purpose of development of dehumidification rotor and rotary-type heat exchanger for desiccant cooling and dehumidification systems, research on manufacturing of ceramic sheet, corrugation, forming honeycomb and desiccants impregnation in the sheet and properties analysis of desiccant, fabrication of dehumidification rotor etc., and characterization evaluation of these rotors using desiccant cooling and dehumidification test equipment were conducted. In order to utilize experiment and basis data for development of ceramic rotor, we analyzed physical properties, microstructure, disiccant constituents and desiccant efficiency on dehumidification rotor and rotary-type heat exchanger made by foreign. Ceramic sheet was manufactured using pilot scale casting machine and properties of tensile strength, microstructure of the sheet were analyzed. From these results, it can be established the optimum processing and composition of ceramic sheet slurry. Also we fabricated dehumidification rotors impregnated silica gel, metal silicate(Ti, Al, Mg) by chemical reaction and also fabricated rotary-type heat exchanger with 10~30cm diameter and 20cm width in size. Test equipment for characterization measurement on dehumidification and regeneration heating behavior and thermal efficiency of heat exchanger on developed ceramic rotors was designed to feed 300 $Nm^3&/hr of moist air. The temperature and humidity of moist air, the dehumidification efficiency on these rotors according to flow rate of process air, regenerenation temperature were measured, and also thermal performance of heat exchanger according to ratation speed were analyzed. From the results obtained computer simulation on desiccant cooling and dehumidification systems, the system performance affected by operation variables such as the rotation speed of dehumidification rotor and flow rate, temperature, humidity of moist air and ratation speed of heat exchanger were investigated theoretically.

목차 Contents

• 제 1장 연구개발과제의 개요...20
• 제 2장 국내외 기술개발 현황...22
• 제 1절 국외의 경우...22
• 제 2절 국내의 경우...23
• 제 3절 주요 공정별 기술수준 비교...23
• 1. 부품의 국내외 기술수준 비교...23
• 2. 세라믹 쉬트 제조 및 제습제 합성 담지기술...24
• 3. 제습 로터 및 제습관련 시스템 설계 제작기술...24
• 제 3장 세라믹 로터 제조기술 개발...26
• 제 1절 외국 샘플 분석...26
• 제 2절 세라믹 쉬트 제조장치...30
• 1. 원료혼합장치...30
• 2. 슬러리의 이송 및 공급장치...31
• 3. 강제탈수장치...31
• 4. 건조장치...32
• 5. 회수장치...32
• 6. 세척장치...32
• 제 3절 세라믹 쉬트 제조 및 조성...33
• 1. 세라믹 쉬트 제조원료 및 조성...33
• 2. 슬러리 조성 및 세라믹 섬유의 침강 특성...34
• 3. 세라믹 쉬트의 제조...38
• 제 4절 제습쉬트 제조 및 특성 측정...40
• 1. 제습쉬트 제조...40
• 2. 비표면적, 흡습량 및 흡착평형량 측정...43
• 제 5절 쉬트를 이용한 허니컴 성형...55
• 1. 파형화장치...55
• 2. 허니컴 로터의 제조...58
• 제 6절 제습로터 및 열교환기 제조...58
• 1. 실리카젤 함침 제습로터...58
• 2. 티타늄 실리케이트 함침 제습로터...60
• 3. 회전식 현열교환기...61
• 제 4장 전산모사 결과 및 분석...62
• 제 1절 회전식 제습공정...62
• 1. 모델식...62
• 2. 수치해석방법...65
• 제 2절 회전식 열교환기...75
• 제 3절 제습식 냉방시스템...82
• 제 5장 제습로터 및 열교환기 성능...91
• 제 1절 제습로터의 흡탈착 실험 및 특성...91
• 1. 흡탈착 실험...91
• 2. 흡탈착 특성...93
• 제 2절 현열교환기의 열교환 효율...103
• 제 6장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도...105
• 제 7장 연구개발결과의 활용계획...107
• 참고문헌...108