차량용 리시버 드라이어의 형상 최적화를 통한 냉매량 절감에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

본 논문은 차량용 냉방기의 부품으로 관을 통과하는 고온의 냉매를 외부 공기에 의해 저온의 냉매로 열교환을 하는 응축기와 일체로 부착되어 있는 리시버 드라이어의 구조를 변경함에 따라 냉매 충진량도 달라지는 영향에 대하여 실험적으로 연구한 것으로, 본 연구의 목적은 차량용 냉방기의 성능을 유지하고 최소한의 냉매량을 사용하여 실차 중량을 감소하고 원가 절감 및 연비에 기여하는 것이다. 냉매량을 최소화 함으로 인해 사용량을 줄일 수 있어 지구의 온난화 지수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 CO2 배출량을 줄일 수 있어 환경에 간접적인 개선에도 기여할 것이다.
본 연구를 위해 사용한 HFC-134a 냉매의 냉매량 변화에 영향이 있는 응축기 내부에 흐르는 냉매의 흐름을 변경한 시험품과 리시버 드라이어의 내부 유동을 변경한 실험품 등을 제작하여 실차 풍동 및 시스템 벤치에서 에어컨 전체 성능에 대한 비교평가를 하였다.

목차 (Table of Contents)

• List of Figures --------------------------------------------------------------- I
• List of Tables ---------------------------------------------------------------IV
• Nomenclature ---------------------------------------------------------------VI
• 국문초록 ---------------------------------------------------------------------VIII
• 제1장 서론 ------------------------------------------------------------------- 1
• 1. 연구배경 --------------------------------------------------------------- 1
• 2. 연구동향 --------------------------------------------------------------- 2
• 3. 연구목적 --------------------------------------------------------------- 2
• 제2장 선행 연구조사 --------------------------------------------------------4
• 2-1 응축기 및 리시버 드라이어의 이론적 배경 --------------------4
• 2-1-1 응축기의 분류 및 트랜드 ----------------------------------4
• 2-1-2 리시버 드라이어----------------------------------------------8
• 2-1-3 에어컨 시스템에서 리시버드라이어의 위치 --------------10
• 2-2 에어컨 시스템의 이론적 배경 ---------------------------------12
• 2-2-1 리시버드라이어 일체형 응축기 모델 --------------------12
• 2-2-1-1 응축기의 유한차분 해석 모델 -----------------------12
• 2-2-1-2 압력 손실 ------------------------------------------15
• 2-2-2 리시버 드라이어 모델 -------------------------------------------15
• 2-2-3 팽창밸브 모델 ------------------------------------------------15
• 2-2-4 배관손실 ---------------------------------------------------16
• 2-2-5 성능지수(성적계수) -----------------------------------------------------16
• 2-3 리시버 드라이어의 구조 및 이론적 용량 산정기준 -------------17
• 2-4 리시버드라이어의 일체형 응축기 구성부품의 명칭 -------------20
• 제3장 실험장치 및 실험방법 --------------------------------------------------23
• 3-1 실차 냉매 충진용 실험장치 ---------------------------------------23
• 3-1-1 풍동실험장치 --------------------------------------------------23
• 3-1-1-1 풍동실험장치 사양 ---------------------------------------24
• 3-1-1-2 냉매 충진량 측정장치 -----------------------------------25
• 3-1-2 실험방법 및 조건 ----------------------------------------------26
• 3-1-2-1 실험품의 사양 ---------------------------------------------26
• 3-1-2-2 실험방법 --------------------------------------------------27
• 3-1-2-3 실차실험 조건 ---------------------------------------------28
• 3-2 시스템 벤치의 냉매 충진용 실험장치 ------------------------------29
• 3-2-1 시스템 벤치실험장치 -------------------------------------------29
• 3-2-1-1 시스템 벤치 사양 ------------------------------------------30
• 3-2-1-2 냉매 충진량 측정장치 -------------------------------------31
• 3-2-2 실험방법 및 조건 -----------------------------------------------32
• 3-2-2-1 시스템 벤치 실험방법 -----------------------------------------32
• 3-2-2-2 시스템 벤치 실험조건 --------------------------------------33
• 3-3 실차풍동과 시스템 벤치의 편차 ------------------------------------34
• 제4장 본론 ------------------------------------------------------------------------35
• 4-1 실험품의 사양정리 ---------------------------------------------------35
• 4-1-1 실험품의 사양 --------------------------------------------------35
• 4-1-2 각 Case별 실험품의 사양비교 ---------------------------------36
• 4-1-3 실험순서 -----------------------------------------------------------43
• 4-2 실차풍동 실험결과 ----------------------------------------------45
• 4-2-1 실험품의 사양비교 ---------------------------------------------45
• 4-2-2 냉매 충진량 실험결과 비교 ---------------------------------------46
• 4-2-3 서브쿨의 온도비교 ----------------------------------------------48
• 4-2-4 실차 냉방온도 ---------------------------------------------------49
• 4-2-5 응축기 입구 냉매 온도의 변화 --------------------------------50
• 4-2-6 응축기 출구 냉매 온도의 변화 --------------------------------51
• 4-2-7 응축기 입구 냉매 압력의 변화 --------------------------------52
• 4-2-8 증발기 출구 온도의 변화 --------------------------------------54
• 4-2-9 과열도의 변화 --------------------------------------------------54
• 4-2-10 증발기 출구 압력의 변화 ------------------------------------------55
• 4-2-11 실험결과 요약 -------------------------------------------------56
• 4-3 실차와 시스템 벤치의 영향도 실험결과 ---------------------------57
• 4-3-1 실험품의 사양비교 ----------------------------------------------57
• 4-3-2 실험조건 비교 ---------------------------------------------------58
• 4-3-3 냉매 충진량 실험결과 비교 -----------------------------------59
• 4-3-4 응축기 입구 냉매 압력의 변화 ---------------------------------60
• 4-3-5 실험결과 ---------------------------------------------------------62
• 4-4 사이트 글라스의 영향도 실험결과 -----------------------------------63
• 4-4-1 냉매 충진량 실험결과 비교 ---------------------------------------63
• 4-4-2 서브쿨 온도비교 ----------------------------------------------64
• 4-5 냉매 흐름 변화에 의한 냉매량 변화 ---------------------------65
• 4-5-1 냉매량 충진 실험결과 비교 ---------------------------------------66
• 4-5-2 응축기 입구 냉매 압력의 변화 --------------------------68
• 4-5-3 냉방시스템의 성적계수 비교 --------------------------------------69
• 4-5-4 응축기의 성능변화 비교 ------------------------------------------71
• 4-5-5 실험결과 ---------------------------------------------------------72
• 4-6 리시버 드라이어 형상변화에 의한 냉매량 변화 -----------------------73
• 4-6-1 냉매 충진량 실험결과 비교 ---------------------------------------73
• 4-6-2 응축기 입구 냉매 압력의 변화 -----------------------------------76
• 4-6-3 냉방시스템의 성적계수 비교---------------------------------------78
• 4-6-4 응축기의 성능변화 비교 ------------------------------------------79
• 4-6-5 실험결과 ---------------------------------------------------------81
• 4-7 개선안의 특허작성 ---------------------------------------------------82
• 4-8 전산해석결과 --------------------------------------------------------83
• 4-8-1 2D해석결과 ------------------------------------------------------83
• 4-8-2 3D해석결과 ------------------------------------------------------84
• 4-8-3 해석조건 ------------------------------------------------------86
• 4-8-4 해석결과 ------------------------------------------------------87
• 4-9 전산해석과 실험결과의 비교 ---------------------------------------88
• 4-10 설계사양 -------------------------------------------------------------88
• 제5장 종합결론 --------------------------------------------------------------------89
• Reference -------------------------------------------------------------------------91
• Abstract -----------------------------------------------------------------------------93
• 감사의 글 --------------------------------------------------------------------------95