냉장고용 롤-플레이트형 휜-관 응축기의 열전달 성능에 관한 연구

Abstract

새로운 형상의 롤(roll)-플레이트형 휜-관 응축기를 제안, 제작하여 열전달 특성 및 적용성에 대한 실험결과, 다음과 같은 결론을 내릴 수 있었다. 1. 냉장고용의 고성능이며, 생산성이 우수한 roll-plate type fin-tube condenser를 개발하였다. 2. 질량 유속 300 ㎏/㎡s, 전면 풍속 0.45 m/s 일 때, 열 전달량은 439 W, 총괄 열전달계수 19.56 W/㎡K로 최대값을 보였다. 관내 질량 유속이 300 ㎏/㎡s 일 때 열전달량은 낮은 질량 유속의 경우에 비하여 상대적으로 많이 상승하였는데 이는 관내 유체 유동의 발달로 인한 것으로 생각된다. 3. 응축기에서는 전면 풍속이 증가할수록 열전달량은 증가하였으며, 또한 관의 단면적 기준 질량 유속이 증가할수록 열전달량은 증가하였다. 4. 휜의 형상에 따른 열 전달량을 측정한 결과 공기 측에 이중 루버휜을 설치하여, 전열면에 불연속 표면(interrupted face)을 형성시킨 것이 평판 휜에 비해 18 % 크게 나타났다. 이는 열 경계층이 두꺼워지는 것을 방지, 대류 열전달계수가 증가한 것 때문으로 보인다. 5. 공기 유속이 0.15 m/s 에서 0.35 m/s 까지는 점층적인 상승을 보였으며, 0.35 ～ 0.45 m/s에서는 소폭 상승하는 경향을 보였다. 공기 유속이 증가함에 따라 열전달량의 상승을 보인 것은 층류에서 난류로의 천이와 같은 공기 유동발달을 통한 외부 열전달계수의 상승으로 인한 것으로 사료된다. 6. 휜의 형상의 경우 pitch 5mm, width 13mm, angle 60° 일 때 최대의 열전달량을 보였으나, angle의 경우 80° 일 때와 큰 차이를 보이지 않아 휜의 각도는 생산성 향상 측면에서 고려해 볼 때 80°의 각을 가지는 것이 나을 것으로 보인다. 7. 공기 유동 균일을 위한 Distributor 적용 시 열전달량은 최대 8.2 %상승하였다.

As the world is faced with a high oil prices, demands for energy saving are increasing all over the world. The refrigeration and air-conditioning system also need to be efficiency to reduce their operating, production cost. Particularly, a study on condenser for refrigerators has focused on new model which will cost less and will be more efficient. Some widely used condenser for domestic refrigerators are wire-and-tube type condenser, hot-wall type condenser, and spiral type condenser. Some companies which use the spiral type condenser at the moment try to develop a new type condenser which will cost less and will be as efficient as the spiral type. The new type condenser consists of a steel tube, steel plates and louver fins attached to the tube. The tube and the plate are bent into a single-passage serpentine shape. This research focused on the proposal of roll-plate type and experimental study of the heat transfer rate of roll-plate type fin-tube condenser. The experiments were carried out under the following condition; air velocity = 0.15~0.45 m/s, working fluid = brine, and supply hot brine temperature = 50~70℃. The pressure drop and heat transfer coefficient were experimentally evaluated at various air velocity.