온수 가열 바닥 난방 시스템용 고성능 버블젯 루프 히트파이프 개발 (Development of High Performance Bubble Jet Loop Heat Pipe for Hot Water Floor Heating System)

서지정보

· 발행기관 : 한국동력기계공학회
· 수록지 정보 : 동력시스템공학회지 / 18권 / 4호 / 23 ~ 28페이지
· 저자명 : 김종수, 권용하, 김정웅

초록

기존 온수 바닥 난방 장치의 성능을 개선하기 위하여, 버블젯 루프 히트파이프를 이용한 난방 시스템을 개발하였다. 실험에 사용된 버블젯 루프 히트파이프의 작동유체는 R-134a이며, 충전률은 내부 체적의 50%이다. 또한 온수온도 및 유량은 각각 60℃, 0.5~1.5 kg/min이다. 실험결과 1.5 kg/min의 유량에서 버블젯 루프히트파이프의 유효열전도도가 4714 kW/m℃로 매우 높게 나타났으며, 73 W/m2의 바닥 방열 열유속을 나타냈다. 이를 통해 버블젯 루프 히트파이프를 이용한 바닥 난방 시스템의 가능성을 확인하였다. 추가적으로 버블젯 루프 히트파이프의 작동 원리를 확인하기 위하여 가시화 실험을 진행하였다. 가시화 결과 증발부의 내관과 외관사이의 좁은 환형 공간에서 생성된 버블이 작동유체의 액면에 진동을 형성하였다. 이로 인해 작동유체는 버블젯 루프히트파이프 내부에서 이상유동의 양상으로 순환하며, 다량의 열이 잠열의 형태로 증발부에서 응축부로 전달된다.

영어초록

In order to increase the performance of conventional hot water floor heating system, the bubble jet loop heat pipe for the system was developed. This experiment was conducted under next conditions : Working fluid was R-134a, charging ratio was 50%. A temperature of hot water, room temperature and flow rate were 60℃, 15℃ and 0.5~1.5 kg/min, respectively. The experimental results, show that bubble jet loop heat pipe had a high effective thermal conductivity of 4714 kW/m℃ and a sufficient heat flux of 73 W/m2 to heat the floor to 35℃ in case of the 1.5 kg/min of flow rate. So the bubble jet loop heat pipe has a possibility for appling of the floor heating system. Additionally, the visualization of bubble jet loop heat pipe was performed to understand the operating principle. Bubbles made by the narrow gap between inner tube and outer tube of evaporating part generate pulsation at liquid surface of working fluid. The pulsation had slug flow and wavy flow. So working fluid circulates in the bubble jet loop heat pipe as two phase flow pattern. And large amount of heat is transferred by the latent heat from evaporating part to condensing part.

참고자료

· 없음