난방운전 조건하에서 CO2 열펌프용 내부 열교환기의 열전달 특성에 대한 연구 (Study on Heat Transfer Characteristics of Internal Heat Exchanger for CO2 Heat Pump under Heating Operating Condition)

서지정보

· 발행기관 : 한국에너지학회
· 수록지 정보 : 에너지공학 / 17권 / 2호 / 116 ~ 123페이지
· 저자명 : 김대훈, 이상재, 최준영, 이재헌, 권영철

초록

본 연구에서는 CO2 열펌프에 사용되는 내부 열교환기를 난방조건에서 운전할 경우, 실험 및 수치적
방법으로 열전달량, 효율, 압력강하 등을 관찰하였다. 4가지 종류의 내부 열교환기를 사용하였다. 수치
해석은 단면분할법과 하디크로스 방법을 이용하여 유량, 길이, 운전조건, 내부 열교환기 종류에 따른
영향을 분석하고 실험을 통해 확인하였다. 유량이 증가함에 따라 열전달량이 약 25% 향상되었다. 마이
크로 채널이 동심관에 비해 열전달량이 약 100% 크게 나타났다. 길이가 증가함에 따라 열전달 증가율
은 감소하였다. 압력강하는 고압측에 비해 저압측이 크게 나타났으며, 동심관에 비해 마이크로 채널이 약
100% 크게 나타났다. 고온입구조건이 증가할수록, 저온입구조건이 감소할수록 열전달량은 약 3% 증가하
였다. CO2의 열전달 계산의 정확성을 위해 CO2의 특성과 관형상을 고려할 수 있는 열전달 상관식의 개
발이 필요하다.

영어초록

Abstract—In order to study the heat transfer, effectiveness and pressure drop of an internal heat exchanger
(IHX) for CO2 heat pump under heating condition, the experiment and numerical analysis were performed.
Four kinds of IHXs were used. The section-by-section method and Hardy-Cross method were used for the
numerical analysis. The effects of IHX on the flow rate of refrigerant, the IHX length, the operating condition
of a gas-cooler and an evaporator and the type of IHXs were investigated. With increasing the flow rate,
the heat transfer rate increased about 25%. The heat transfer of the micro-channel tube was larger about
100% than that of the coaxial tube. With increasing the IHX length, the heat transfer rate decreased. The
low-side pressure drop was larger compared with that of the high-side. And the pressure drop of the microchannel
tube was larger about 100% than that of the coaxial tube. With increasing the high-side temperature and decreasing the low-side temperature, the heat transfer rate increased about 3%. From this study, we can
see that new correlation on CO2 heat transfer characteristics and tube type is necessary.

참고자료

· 없음