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인버터 스크롤 압축기를 적용한 루프형 전동공조시스템의 냉방성능특성에 관한 연구
이무연(Lee, Moo-Yeon),원종필(Won, Jong-Phil),이동연(Lee, Dong-Yeon),조중원(Cho, Chung-Won) 한국산학기술학회 2011 한국산학기술학회논문지 Vol.12 No.10
본 연구에서는 친환경 대형 버스 차량에 적용되는 루프형 전동식 냉방시스템의 성능특성을 파악하기 위하여 스크롤 압축기의 주파수 및 승차 공간의 온도인 내기온도를 변화시켜가면서 다양한 실험을 진행하였다. 이를 위하여 인버터로 구동되는 전동식 스크롤 압축기를 적용한 냉방시스템을 설계 및 제작 하였고 냉매 충진량 실험을 통하여 루프형 전동식 냉방시스템의 충분한 과냉도를 확보할 수 있는 최적 냉매 봉입량을 선정하였다. 압축기 주파수가 55 Hz에서 65 Hz로 증가함에 따라 냉방시스템의 증발용량은 4.3% 증가하였으나 냉방 COP는 14.1% 감소하였고, 내기온 도가 27oC에서 35oC로 증가함에 따라 냉방시스템의 증발용량 및 COP는 각각 9.17%와 1.43% 증가하였다. 더불어 전 동식 스크롤 압축기를 구동하는 인버터의 작동 효율은 내기온도 변화보다는 압축기 주파수 변화에 더 큰 영향을 받 는 것을 확인하였다. The objective of this study is to investigate the cooling performance of the roof mounted air-conditioning system using electric driven scroll compressor for zero emission vehicles. This air conditioner with air source was used R-134a as a refrigerant and tested under various operating conditions such as refrigerant charge amount and indoor temperature, and compressor frequencies. Experimental results revealed that at all tested compressor frequencies, heat transfer rate of the evaporator increased and the cooling COP increased with the indoor temperature. In addition, the heat transfer rate of the evaporator was over 25.0kW sufficient for the cooling loads of an electric bus.
이무연(Mooyeon Lee),이호성(Hosung Lee),장용희(Yonghee Jang),김용찬(Yongchan Kim) 대한기계학회 2008 大韓機械學會論文集B Vol.32 No.4
The objective of this study is to provide numerical and experimental data that can be used to investigate the performance characteristics of a flat plate fin-tube evaporator in household and commercial refrigerators under frosting conditions. Computer simulations with variations of operating conditions such as air inlet temperature, relative humidity, and geometries were performed to find out optimal design parameters of a fintube evaporator for household and commercial refrigerators. The tube-by-tube method was used in the simulation and the frost growth model was considered under frosting conditions. The developed analytical model predicted the decreasing rates of heat transfer capacity and air flow rate ratio within ± 10% compared to the experimental results for a refrigerator under real operating conditions. As a result, the frost thickness at 3 ℃ & 80% is increased 40% than that of -3 ℃ & 80%, and the frost thickness at 3 ℃ & 90% is increased 30% than that of 3 ℃ & 60%. Accordingly, the operating time of the evaporator in the refrigerator was reduced with the increase of the decreasing rate of air flow rate ratio at each condition.
무착상 조건에서 나선형 원형핀-튜브 증발기의 열전달 성능에 관한 해석적 연구
이무연(Mooyeon Lee),강태형(Taehyung Kang),김용찬(Yongchan Kim),박재정(Jaejung Park) 대한기계학회 2011 大韓機械學會論文集B Vol.35 No.2
본 연구의 목적은 나선형 원형핀-튜브 증발기의 열전달 성능에 관하여 해석적으로 연구하는 것이다. 이를 위하여 두 가지 냉매인 R134a 와 R600a 에 대하여 냉매의 질량유량, 공기온도, 공기풍량 및 튜브직경 변화에 대하여 나선형 원형핀-튜브 증발기의 열전달 성능변화를 고찰하였다. 본 연구에서 개발된 증발기 성능해석 프로그램은 실험결과와 평균 8.3% 오차 범위 안에서 잘 예측되었다. 결과적으로, 동일한 냉매유량 범위에서 R600a 를 사용하는 경우가 R134a 를 사용하는 경우보다 더 우수한 열전달율을 나타내었다. 열전달량은 풍량 및 공기온도가 증가할수록 증가하였으나 열전달량은 튜브두께가 증가할수록 감소하였다. The objective of this study is to predict the heat-transfer performance of a spirally coiled circular fin-tube evaporator in which either R134a or R600a was used; this heat-transfer performance was predicted by varying the mass flow rate, inlet air temperature, air flow rate, and tube thickness. Mean deviation for the analytical model from the measured data was ±8.3%. Simulation results revealed that at a given mass flow rate, the heat-transfer rate of the evaporator using R600a was higher than that usingR134a because the enthalpy of the former is higher than that of the latter at the given conditions. The heat-transfer rate of both refrigerants increased with an increase in the air flow rate and inlet air temperature but decreased with an increase in the tube thickness.
무공해 승용 자동차의 냉방을 위한 전동식 냉방시스템 성능에 관한 연구
이무연(Lee, Moo-Yeon),조중원(Cho, Chung-Won),이호성(Lee, Ho-Seong),원종필(Won, Jong-Phil) 한국산학기술학회 2011 한국산학기술학회논문지 Vol.12 No.12
본 연구의 목적은 친환경 무공해 승용 차량에 적용되는 전동식 냉방시스템의 성능특성을 실차에서 확인하는 것이다. 이를 위하여 인버터로 구동되는 전동식 스크롤 압축기를 적용한 전동식 냉방시스템을 설계 및 제작하여 수소 연료전지 자동차에 설치하여 다양한 주행도로 조건에서 실험을 진행하였다. 주행조건의 변화는 시험차량에 장착된 전 동식 냉방시스템의 성능에 영향을 주었으며, 고속 및 일반도로 주행조건에서 냉방시스템의 성능이 정지조건에서 냉방 시스템의 성능보다 우수하게 나타났다. 또한, 외기온도가 20.0oC에서 30.0oC로 증가함에 따라 고내 온도는 평균 5.2oC 더 적게 감소하였다. The objective of this study is to investigate the cooling performances of the electrical air-conditioning system using electric driven scroll compressor for zero emission passenger vehicles. This air conditioner with air source was used R-134a as a refrigerant and installed in a real zero emission passenger vehicle for tests under various driving conditions. The cooling performance of the electrical air conditioner was affected by driving velocities and conditions of the tested vehicle. The condensing rate of the condenser during driving is better than that of the idle condition. The average cool down temperature in the cabin room decreased on average 5.2oC with the increase of the outdoor temperature from 20.0oC to 30.0oC. In addition, the cooling performances were sufficient for cooling loads of the tested passenger car under tested conditions.
이무연(Lee, Moo-Yeon),권대갑(Gweon, Dae-Gab),이동연(Lee, Dong-Yeon) 한국소음진동공학회 2005 한국소음진동공학회 논문집 Vol.15 No.11
This paper shows experimental evaluation results of the nano-positioning planar scanner used in the scanning probe microscope. The planar scanner is composed of flexure guides, piezoelectric actuators and feedback sensors as like explained in detail in Ref. (5). First, the fabrication methods were explained. Second, as the static Properties of the Planar scanner. we evaluated the maximum travel range & crosstalk. Also, we presented the correcting method for crosstalk using electric circuits finally. as the dynamic properties of the planar scanner, we evaluated the first resonant frequency. Also, we presented the actual AFM(atomic force microscope) imaging results with up to 2Hz imaging scan rate. Experimental results show that properties of the proposed planar scanner are well enough to be used in SPM applications like AFM.
열전소자를 이용한 모터사이클용 엔진 배기 폐열 회수 시스템 성능 해석
이무연(Moo-Yeon Lee),김기현(Kihyun Kim) 한국산학기술학회 2018 한국산학기술학회논문지 Vol.19 No.2
엔진에서 배기폐열을 회수하여 엔진의 열효율을 향상시키고자 하는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 모터사이클용 엔진의 배기 폐열 회수용 열전발전 시스템의 성능 해석을 수행하였다. Gamma Tech.의 GT-SUITE 소프트웨어를 사용하여 엔진모사 모델과 열전발전 시스템 모델을 구성하였다. 첫째, 엔진 속도 1000~7000 rpm, 엔진 부하 0~100% 조건에서 엔진의 출력, 연비 등 성능 특성과 배기가스량, 배기가스 온도 등 배기가스 특성을 파악하였다. 연료의 화학에너지 대비 배기가스로 배출되는 에너지의 비율은 엔진 속도 및 부하에 따라 40~60% 수준으로 확인되었다. 둘째, 배기폐열회수용 열전발전 시스템 모델을 구성하였다. 엔진 모델과 열전발전 시스템 모델을 통합 해석하여, 열전소자에서 발생하는 전압, 전류, 회수 전력 특성 등을 분석하였다. 열전소자의 발전 특성은 시스템을 통과하는 배기가스의 온도 분포에 지배적인 영향을 받았다. 현재 구성된 배기폐열회수용 열전발전 시스템의 열전발전량은 배기폐열 에너지 중 최대 2.2% 수준을 회수할 수 있음을 확인하였다. 향후 연구에서는 열전발전 시스템의 설계에 따른 열전발전량 특성을 파악하고, 열전발전 시스템 설계 최적화를 수행할 예정이다. Research into exhaust heat recovery has been actively carried out to improve the thermal efficiency of internal combustion engines. In this study, the performance of thermoelectric generation from exhaust heat recovery for motorcycle engines was analyzed by 1-D thermo-fluid simulation. GT-SUITE, which was developed by Gamma Tech., was used for the simulation of the internal combustion engine and thermoelectric generation system. The basic performance of the engine was analyzed in the range of engine speed of 1000~7000 rpm and engine load of 0~100%. The ratio of exhaust heat energy to fuel chemical energy was found to be about 40~60%. A combined simulation of the engine model and thermoelectric generation model was carried out to analyze the voltage, current and power generated by the thermoelectric material. The generation characteristics of the thermoelectric material was dominantly affected by the exhaust gas temperature. The maximum generated power of the current thermoelectric generation system was found to be about 2.2% of the total exhaust heat energy. The design optimization of the thermoelectric generation system will be carried out to maximize its power generation and economic feasibility.