공기 냉동 사이클 성능 해석

국문 초록 (Abstract)

본 논문의 목적은 최근 환경문제로 관심이 고조되고 있는 공기 냉동 시스템의 성능을 이론적으로 해석하고, 실제 버스 차량의 냉방장치로 적용이 가능한지 검토하는 것이다. 외기온도와 상대습도를 가장 중요한 성능변수로 선택하여 계산을 수행하였다. 외기온도와 상대습도가 증가할수록 내부 압축기의 압력비는 큰 변화를 나타내지는 않지만, 시스템 출구의 공기온도가 증가하며, 응축수량, 냉방용량, COP 및 엔트로피 생성률도 전반적으로 증가하였다. 열교환기 효율과 터빈 효율의 변화가 성능에 큰 영향을 끼치며, 내부압축기의 효율은 상대적으로 작은 영향을 끼친다. 시스템 단순화를 위해 열교환기가 하나인 시스템에 대한 성능도 구해서 두 개의 열교환기를 사용한 본 논문의 시스템과 비교하였는데, 두 개의 열교환기 시스템의 성능이 훨씬 좋았다. 기존 버스의 냉방장치는 증기 압축식 냉동시스템으로 성능계수가 3~4 정도가 되므로 본 논문의 공기 냉동시스템의 성능계수 0.5~1과 비교할 때 훨씬 좋다고 할 수 있으나, 최근 이슈화가 되고 있는 지구 온난화 등의 환경문제를 고려하면 공기 냉동시스템의 적용 가능성을 고려해야 할 단계에 왔다고 판단된다. 더욱이 터빈 응축수를 두 번째 열교환기에서 분사하거나, 저온의 차내 공기를 일부 재순환 시키거나, 열교환기의 효율을 증진시킨다면, 충분히 1 이상의 성능계수를 얻을 수 있는 가능성이 열려있기 때문이다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 -1
• Ⅱ. 본론 - 6
• 1. 수학적 모델링 - 6
• 1.1 습공기의 열역학적 성질 - 6
• 1.2 성능 관계식 - 10
• 1.3 변수 분석 - 13
• 2. 결과 및 고찰 - 14
• 2.1 외부 압축기 압력비의 변화 - 14
• 2.2 입구 공기온도의 변화 - 18
• 2.3 상대습도의 변화 - 21
• 2.4 일률적인 효율 변화 - 24
• 2.5 한 개의 열교환기 사용 결과 - 27
• 2.6 버스 냉방시스템에 공기사이클 냉동시스템의 적용 검토 - 31
• Ⅲ. 결론 - 39
• 참고 문헌 - 41
• Abstract - 42