압축기 윤활유가 가정용 냉장고 사이클의 성능에 미치는 영향 = Influence of compressor lubricating oil on the performance of household refrigerator cycle

국문 초록 (Abstract)

리니어 압축기에 대한 지속적인 연구 및 개발이 진행된 결과 윤활유를 제거한 “무급유 리니어 압축기”가 개발되었다. 이러한 새로운 압축기가 실제 냉장고의 성능과 특성에 어떠한 변화를 야기하는 지에 대한 연구가 필요하다. 이에 본 논문에서는 용량이 동일한 급유 및 무급유 압축기를 가정용 냉장고 사이클에 적용하여 성능 및 특성 평가를 실시함으로써, 냉장고 사이클의 성능에 압축기 윤활유가 미치는 영향을 분석하였다.
성능 평가를 위해 Single evaporator cycle을 채용한 가정용 냉장고를 이용하여 실험 장비를 구축하였으며, 급유 및 무급유 압축기 냉장고 시스템의 최적 냉매 충전량을 도출한 이후 온-오프 성능 평가와 정상상태 성능 특성 평가를 실시하였다.
급유 및 무급유 시스템의 최적 냉매 충전 량은 각각 81g, 76g 으로 나타났다. 온-오프 성능 평가 결과 운전률이 증가할수록 두 시스템의 에너지 소비량은 감소하였으며, 급유 및 무급유 시스템의 최소 에너지 소비량은 각각 26.98, 25.53 kWh/month 로 무급유 시스템이 5.4% 낮았다.
정상상태에서 유량이 동일할 때 무급유 시스템의 냉동능력은 급유 시스템에 비해 최대 3.6% 낮았으며 소비전력은 5.2~12.7% 낮았다. 또한 무급유 시스템의 압력강하는 윤활유가 제거됨에 따라 마찰손실이 감소하여 급유 시스템에 비해 평균적으로 6.7 kPa 낮았다. 무급유 시스템의 전체 열전달량(토출배관+응축기)은 급유 시스템에 비해 6.4~9% 개선되었다.
냉동능력이 동일한 조건에서 냉장고 사이클의 성능을 비교하면 무급유 시스템의 성능이 급유 시스템에 비해 약 7% 개선되었다.

목차 (Table of Contents)

• LIST OF TABLES iii
• LIST OF FIGURES iv
• 초록 v
• 제 1 장 서론
• 1.1 연구 배경 1
• 1.2 선행 연구 1
• 1.3 연구 목적 2
• 제 2 장 실험 장비 및 과정
• 2.1 실험 장비 3
• 2.2 실험 과정
• 2.1.1 최적 냉매 충전량 도출 7
• 2.1.2 온-오프 성능 평가 7
• 2.1.3 정상상태 성능 특성 평가 8
• 제 3 장 결과 및 고찰
• 3.1 최적 냉매 충전량 도출 17
• 3.2 온-오프 성능 평가 21
• 3.3 정상상태 성능 특성 평가
• 3.3.1 냉동능력 및 증발기 열전달 특성 24
• 3.3.2 압축성능 및 압력 강하 특성 25
• 3.3.3 토출배관 및 응축기 열전달량 26
• 3.3.4 P-h 선도 및 시스템 성능 비교 27
• 제 4 장 결론 39
• REFERENCES 40
• NOMENCLATURE 42
• ABSTRACT 44