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가정용 냉장고의 분리형 핀-튜브 증발기의 핀수에 따른 열전달 특성에 대한 실험 연구
박세훈,조건영,김지형,김정배 사단법인 인문사회과학기술융합학회 2018 예술인문사회융합멀티미디어논문지 Vol.8 No.2
The purpose of this study is to experimentally identify the change of the heat transfer performance of the evaporator while changing the number of fins for the fin-tube evaporators of the domestic refrigerator. The evaporator A for the experiment has 7 rows and 2 columns with an outer diameter of 8mm, a tube length of 6.902m, and 423 fins with 60 × 28mm. The evaporator B has 12 rows and 2 columns with an outer diameter of 8mm, a tube length of 9.389m. Instead of the refrigerant flowing in the evaporator tube of the actual refrigerator, the water was used inside the tube and the temperature of the evaporator inlet temperature was controlled by using a constant temperature water bath. The inlet temperatures of the water side were 30℃, 33℃ and 35℃ and the volume flow rates were 1.8L/min, 1.5L/min, 1.0L/min and 0.5L/min. And the inlet and outlet temperatures on the water side were measured using 3-wire RTDs. The air side supplied air in the laboratory without applying a separate temperature control method. A wind tunnel with a duct designed to approximate the actual flow path of the evaporator in the refrigerator was manufactured with the two axial fans and the velocity of the air side was measured and measured at a total of 30 points of 6 by 5. The average wind speed was 2.207m/s for two fans and 1.594m/s for one fan running conditions, the air inlet and outlet temperatures were measured using six T-Type thermocouples. The overall experimental conditions were as follows: Evaporator A had 423(100%), 317(75%), 212(50%), 105(25%) and 0 fins, evaporator B had 731(100%), 548(75%), 366(50%), 188(25%) and 0 fins respectively. The heat transfer rate of the evaporator was evaluated experimentally by various numbers of water and air conditions. The results were analyzed by the change of the heat transfer amount according to the number of fins. According to the results of analysis by the change of the heat transfer amount according to the number of pins, the heat transfer performance was showed the maximum in the condition that the ratio of the fins of both evaporators is about 75%. 본 연구는 가정용 냉장고의 핀-튜브 증발기들에 대하여 핀의 개수를 변화시켜 가면서 증발기의 열전달 성능 변화를 실험적으로 규명하는 것을 목적으로 하고 있다. 실험을 위한 증발기A는 외경 8mm, 관길이 6.902m, 60×28mm의 핀 423개를 가진 7열 2단이며, 증발기B는 외경 8mm, 관길이 9.389m, 60×26mm의 핀 731개를 가진 12열 2단 이었다. 실제 냉장고의 증발기 관내를 유동하는 냉매 대신 관내측은 물을 이용하였고, 증발기 입구 물의 온도는 항온수조를 이용하여 제어하였다. 공기측은 별도의 온도 제어방식을 적용하지 않고 실험실 내의 공기를 공급하였다. 증발기 공기측은 냉장고 실제 유로에 근사하도록 설계된 덕트를 가진 풍동을 제작하였고, 공기 측의 속도는 가로 6개와 세로 5개의 총 30개 포인트에 대하여 측정하여 평가하였다. 제작된 풍동에는 두 개의 축류형팬을 설치하였고 공기 평균속도는 두 개의 팬 운전시에는 2.207m/s와 한 개의 팬 운전시에는 1.594m/s이었고, 공기측의 입출구 온도는 각각 6개씩의 T-type 열전대로 측정하고 평가하였다. 전체적인 실험 조건은 핀의 개수는 증발기A는 423개(100%), 317개(75%), 212(50%), 105개(25%)와 0개(0%)에 대하여, 증발기B는 731개(100%), 548개(75%), 366(50%), 188개(25%)와 0개(0%)에 대하여, 물측의 입구온도는 30℃, 33℃와 35℃로, 체적유량은 1.8L/min, 1.5L/min, 1.0L/min과 0.5L/min 이었다. 물측의 입출구 온도는 3선식 RTD를 이용하여 측정하였다. 다양한 물과 공기 측의 실험 조건에서 핀수 별로 증발기의 열전달량을 실험을 통해 평가하였고, 이러한 결과를 핀수에 따른 열전달량의 변화로 분석하였다. 핀수에 따른 열전달량의 변화로 분석한 결과에 따르면 두 개의 증발기 모두 핀의 비율이 실제 장착된 핀수에 비하여 75%인 조건에서의 열전달 성능이 최대임을 알 수 있었다.
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강정길,김기효,박태영,김종수,Kang, J.K.,Kim, K.H.,Park, T.Y.,Kim, J.S. 대한설비공학회 1995 설비공학 논문집 Vol.7 No.1
The object of the present study is to develop a high performance evaporator for automotive air conditioner. The experiment has been conducted on evaporative heat transfer coefficient inside a plate type heat exchanger with a sharp 180-degree turn flow. The test plates have different formed surface, cross-ribbed channel and elliptical-ribbed channel. Also experimental study has been performed to determine optimal design in elliptical-ribbed plate heat exchanger with different turn clearance. In addition to the above experiments, refrigerant behavior and surface temperature distribution in the plate heat exchanger were observed using color thermoviewer(infrared thermometer). In this experiment, working fluid was used R-12 and test conditions were as follows : (1) saturation pressure of $2.116kg/cm^2$, (2) mass fluxes of 40 to $70kg/m^2s$, (3) heat fluxes of 4,500 to $7,300W/m^2$, (4) inlet quality of 0.1 to 0.7. The results indicated that the evaporative heat transfer coefficient of an elliptical-ribbed plate heat exchanger was higher than that of cross-ribbed plate heat exchanger. Also optimal turn clearance in an elliptical-ribbed plate heat exchanger was determined.
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