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모듈형 동시냉난방 히트펌프의 고효율 핵심요소기기 개발
Development of High Performance Components for a Simultaneous Heating-and-Cooling Modular Heat Pump System 원문보기

보고서 정보
주관연구기관 한국에너지기술연구원
Korea Institute of Energy Research
보고서유형최종보고서
발행국가대한민국
언어 한국어
발행년월2009-07
과제시작연도 2008
주관부처 지식경제부
Ministry of Knowledge Economy
과제관리전문기관 에너지관리공단
Korea Energy Management Corporation
등록번호 TRKO201300008053
과제고유번호 1415093690
사업명 에너지자원기술개발
DB 구축일자 2013-05-20
키워드 모듈형.동시냉난방.히트펌프.열교환기.송풍기.

초록 ▼

(1) 1차년도
－ 동시냉난방용 고효율 열교환기 설계, 제작 및 성능평가
• 모듈형 고효율 열교환기 용량 산정
• 고효율 열교환기 최적 설계 기술 개발
• 열교환기 실험장치 제작
• 열교환기 성능 해석
• 모듈형 고효율 열교환기 설계
• 모듈형 고효율 열교환기 시작품 제작
• 열교환기 시작품 성능평가
－ 고풍량 저소음 팬의 설계, 제작 및 성능평가
• 실외기용 Propeller Fan 설계 도구 개발
• 실외기용 Propeller Fan 설계
• Propeller Fa

목차 Contents

  • 표지 ... 1
  • 제출문 ... 2
  • 최종보고서 초록 ... 3
  • 연구개발사업 주요 연구성과 ... 8
  • 요약문 ... 11
  • 목차 ... 18
  • 제 1 장 서 론 ... 23
  • 제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 23
  • 1. 기술적 측면 ... 23
  • 2. 산업·경제적 측면 ... 24
  • 3. 정책적 측면 ... 24
  • 제 2 절 국내·외 관련기술 및 특허 현황 ... 26
  • 1. 국내·외 기술현황 ... 26
  • 가. 국내 기술현황 ... 26
  • 나. 해외 기술현황 ... 27
  • 2. 특허기술현황 ... 29
  • 3. 현 기술상태의 취약성 ... 32
  • 제 3 절 연구개발 시 예상되는 파급효과 및 활용방안 ... 33
  • 1. 기술적 측면 ... 33
  • 2. 산업·경제적 측면 ... 33
  • 3. 정책적 측면 ... 35
  • 4. 활용방안 ... 36
  • 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 37
  • 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 37
  • 1. 연구개발의 최종목표 ... 37
  • 2. 개발기술의 평가방법 ... 41
  • 가. 연차별 평가 착안점 및 기술 ... 41
  • 나. 정량적 목표 ... 42
  • 제 2 절. 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 43
  • 1. 1차년도 ... 43
  • 가. 개발목표 ... 43
  • 나. 개발내용 및 개발범위 ... 43
  • 2. 2차년도 ... 44
  • 가. 개발목표 ... 44
  • 나. 개발내용 및 개발범위 ... 44
  • 3. 3차년도 ... 45
  • 가. 개발목표 ... 45
  • 나. 개발내용 및 개발범위 ... 46
  • 제 3 장 연구개발 내용 및 결과 ... 47
  • 제 1 절 동시냉난방 히트펌프 기술 ... 47
  • 제 2 절 고효율 열교환기 기술 개발 ... 52
  • 1. 열교환기 성능평가 ... 52
  • 가. 개 요 ... 52
  • 나. 열교환기 성능실험 ... 53
  • 1) 성능실험 장치 ... 53
  • 2) 실험조건 및 방법 ... 58
  • 3) 데이터 처리 ... 59
  • 가) 난방온도 조건에서 열교환기 해석 ... 59
  • 나) Colburn j-계수와 f-계수 ... 61
  • 다. 성능실험 결과 및 분석 ... 62
  • 1) 열교환기 난방 전열량 ... 62
  • 2) 공기측 열전달계수 ... 64
  • 3) j-계수 ... 68
  • 4) f-계수 ... 68
  • 2. 열교환기 해석 프로그램 개발 ... 71
  • 가. 열교환기 해석 알고리즘 ... 71
  • 나. 열교환기 상관식 데이터 베이스 ... 75
  • 1) 직경 7 mm 열교환기 ... 75
  • 2) 직경 9.52 mm 열교환기 ... 77
  • 다. 중간분지 알고리즘 ... 79
  • 라. 해석 결과 ... 81
  • 1) 열량해석결과 ... 81
  • 2) 유량분배해석결과 ... 81
  • 3. 냉매 회로 최적화 및 열교환기 고효율 설계 ... 84
  • 가. 대상 열교환기 ... 84
  • 나. 해석방법 및 조건 ... 85
  • 다. 해석결과 및 분석 ... 89
  • 라. 냉매회로 설계 최적화 ... 95
  • 마. 결 론 ... 98
  • 제 3 절 고성능 팬 기술 개발 ... 99
  • 1. 개 요 ... 99
  • 2. 팬 성능해석 ... 102
  • 가. 유동 해석 코드 ... 102
  • 나. 격자 생성 방법 ... 103
  • 다. 지배 방정식 ... 103
  • 라. 해석 경우의 수 ... 105
  • 마. 유동소음 해석방법 ... 106
  • 1) 해석시간간격 ... 106
  • 2) Mesh size ＆ CFL number ... 107
  • 3) Analysis process ... 109
  • 가) Flow noise analysis by SC/Tetra ... 110
  • 나) Flow rate analysis by SC/Tetra ... 127
  • 4) 수렴성 확인 ... 129
  • 가) Flow noise analysis (ex : Fan B 700 RPM) ... 129
  • 나) Flow rate analysis ... 131
  • 바. 해석 결과 ... 132
  • 1) Flow noise analysis ... 132
  • 가) Fan A (204 RPM) ... 132
  • 나) Fan A (700 RPM) ... 132
  • 다) Fan B (204 RPM) ... 132
  • 라) Fan B (700 RPM) ... 139
  • 마) Dual Fan A (1005 RPM) ... 142
  • 바) Dual Fan B (835 RPM) ... 145
  • 2) Flow rate analysis ... 148
  • 3) 수치해석의 PQ-Curve ... 151
  • 4) 수치해석의 소음레벨 ... 152
  • 3. 팬 성능실험 ... 153
  • 가. 성능실험 장치 구성 ... 153
  • 1) 팬 풍량실험 장치 ... 153
  • 2) 소음시험방법 및 내용 ... 159
  • 나. 풍량 측정 시험결과 분석 (PQ_curve) ... 160
  • 다. 유동 소음 시험결과 분석 (PQ_curve) ... 162
  • 1) 소음측정 실험 결과 ... 162
  • 가) 총합소음 산출방법과 소음보정 방법 ... 162
  • 나) 소음실험 결과 (소음레벨) ... 163
  • 다) 실험걸과에 따른 성능 예측 (정속모터기준으로 상사) ... 164
  • 라) 시험, 해석의 소음레벨 비교 및 분석 ... 165
  • 마) 시험 및 해석의 각 Hz별 소음레벨(1/3oct band) 비교 및 분석 ... 169
  • 2) Dual fan system 해석 데이터 분석 ... 177
  • 3) 동일풍량에서의 소음예측 ... 182
  • 4. 실외기 유동해석 ... 184
  • 가. Numerical analysis ... 184
  • 나. 해석 결과 ... 187
  • 제 4 절 MCU 최적설계 기술 개발 ... 193
  • 1. 분배기 (Mode Change Unit, MCU) ... 193
  • 2. 액선내 과냉도 및 분지관 성능예측 ... 196
  • 가. 분지관 성능해석 모델링 ... 196
  • 1) 수직관내 압력강하 및 열전달 모델링 ... 196
  • 2) 분지관내 압력강하 예측 모델 ... 201
  • 가) 모관-분지관 유동 압력강하 모델 ... 201
  • 나) 모관-출구관 유동 압력강하 모델 ... 202
  • 다) 이상유동 압력강하 예측식 ... 203
  • 나. 해석방법 및 조건 ... 206
  • 다. 시뮬레이션 결과 ... 207
  • 1) 수평배관 대 총배관 길이 비에 따른 성능해석 ... 207
  • 2) 수직상향 및 수직하향에 따른 성능변화해석 ... 210
  • 3. 분배기 설계 및 제작 ... 215
  • 가. 기본 분배기 설계 및 제작 ... 215
  • 나. 수직상방 고낙차용 과냉각기 ... 219
  • 다. 수직하방 고낙차용 2단팽창장치 ... 223
  • 1) 팽창장치의 기능 ... 223
  • 2) 이단팽창장치 설계 ... 225
  • 4. 분지관 성능실험 장치의 구성 ... 228
  • 가. 성능실험 장치의 제작 ... 228
  • 1) 시스템 개요 ... 228
  • 2) 계측 및 데이터 처리 ... 240
  • 3) 분지관 실험방법 및 조건 ... 243
  • 나. 냉매분배 성능실험 ... 245
  • 1) 차압테스트 성능실험 ... 245
  • 2) 유량분배 성능실험 ... 251
  • 5. 요 약 ... 260
  • 제 4 장 결과 및 사업화 계획 ... 261
  • 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 261
  • 1. 연구개발 추진일정 ... 261
  • 2. 연구개발 추진실적 ... 262
  • 가. 기술개발 실적 ... 262
  • 나. 특허실적 ... 264
  • 다. 논문실적 ... 266
  • 제 2 절 연구개발 추진체계 ... 271
  • 1. 연구개발 추진전략 ... 271
  • 2. 연구개발 추진체계 ... 272
  • 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 273
  • 1. 사업화 가능성 ... 273
  • 2. 시장규모 ... 274
  • 3. 사업화 계획 및 무역수지 개선 효과 ... 274
  • 참고문헌 ... 276

연구자의 다른 보고서 :

참고문헌 (25)

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