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- 저자 : 張慶昶 (검색결과 2 건)
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자동차 CO₂ 냉방기의 효율적 운전을 위한 제어알고리즘에 관한 연구
자동차 에어컨 및 일반적인 냉방기에 사용되는 CFC, HCFC 계열의 냉매는 오존의 감소와 지구온난화의 주요 원인으로서, 몬트리올, 교토의정서에 의해 사용이 제한되어 대체냉매에 대한 연구가 필요하다. 또한 2004년 10 월 유럽공동체 위원회(EC)의 Brussels 규제에 의하면 2017년부터 생산된 모든 신차는, 대체냉매로 개발된 HFC 계열의 냉매 또한 탑재가 불가하여, 프레온계열의 냉매를 대체할 수 있는 친환경적인 대체냉매의 개발이 시급한 현실이다. 대체냉매로 거론되고 있는 자연냉매 중 하나인 CO₂는 지구 온난화지수(GWP)가 1, 오존층파괴지수(ODP)가 0으로서 환경 친화적이고, 인체에 유해하지 않고, 단위체적당 냉동효과가 R-134a에 비해 8배 이상으로 냉매물성치가 우수하여 대체냉매로서 가장 주목을 받고 있다. 그러나 CO₂그를 냉매로 사용할 경우, 시스템의 압력이 100x105^(5)Pa 이상의 높은 압력으로 인해 새로운 개념의 시스템 설계가 및 안전 설계가 필요하고, 내부열 교환기의 설치에 의해 기존의 냉매시스템의 과열도 제어와 다른 제어알고 리즘이 필요하다. 본 논문에서는 시작품으로 개발된 자동차 냉방 시스템의 성능실험 데이터를 기반으로 하여 시스템 제어알고리즘을 개발하기 위해 Matlab, Refprop, Fortran을 이용하여 동적 시뮬레이션 프로그램을 개발하였다. 시스템의 고압측 압력에 따라 COP가 최대인 최대COP고압과 냉방용랑이 최대로 나오는 최대냉방용량고압이 따로 존재함을 실험을 통해 확인할 수 있었으며, 또한 최대COP고압은 실외온도, 실내온도, 압축기회전수가 주요변수임을 확인할 수 있었다. 이러한 시스템의 특성을 고려하여, 개발된 시스템에 탑재할 수 있는 제어알고리즘을 개발하기 위해, 라그랑즈 보간법을 이용한 고압절정알고리즘, 퍼지로직을 이용한 고압재설정알고리즘, 비례제어를 사용한 전자팽창밸브 제어알고리즘으로 구성된 시스템고압 제어알고리즘을 개발하였고, 실내온도를 제어하기 위해 비례적분제어를 사용한 실내팬 제어알고리즘, 데드밴드를 사용한 실외팬 제어알고리즘, 비례적분제어를 사용한 압축기 제어알고리즘으로 구성된 실내온도 제어알고리즘을 개발하였다. 개발된 제어알고리즘의 제어성능 및 신뢰성을 평가하기 위하여 동적 시뮬레이션 프로그램을 사용하였으며, 평가결과 안정적이고 효과적인 제어가 가능하여 개발된 시스템에 적용할 수 있음을 확인하였다. In the respect of the environment protection viewpoint, CO₂ may be one of the most attractive alternative refrigerants for an automotive air-conditioning system. For the development of control algorithm of a CO₂ automotive air-conditioning system, characteristics of a CO₂ refrigerant should be considered. The high-side pressure of a CO₂ system should be controlled in order to improve the system efficiency. In this study, dynamic physical models of a CO₂ system were developed and dynamic behaviors of the system were predicted by using these models. Control algorithms of a CO₂ system were also developed and the effectiveness of these algorithm was verified by using dynamic simulation program.
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