열풍 및 동결 건조용 하이브리드 히트펌프 시스템 개발 (A Development of a Hybrid Freeze-hot Air Dryer based on Heat Pump)

서지정보

· 발행기관 : 한국동력기계공학회
· 수록지 정보 : 동력시스템공학회지 / 27권 / 5호 / 34 ~ 42페이지
· 저자명 : 이정길, 이천규, 차동안

초록

건조 공정의 에너지 및 이산화탄소 배출량을 저감하기 위한 대체 공정으로 고효율 에너지 기기 인 히트펌프가 주목받고 있다. 건조공정에 히트펌프가 적용되면 기존 보일러를 사용할 때와 비교하여 에너지 소비율 및 탄소배출량을 효과적으로 감소시킬 수 있을 뿐 아니라, 열풍건조 및 동결건조를 한 개의 건조기 시스템에서 수행될 수 있다. 본 연구에서는 열풍 및 동결 건조 하이브리드 히트펌프 시스 템을 설계하고 실제로 제작하였다. 제안된 시스템의 최적 냉매를 선정하기 위해 세 가지 다른 냉매를 적용한 사이클 시뮬레이션 및 성능계수 비교 연구를 수행하였고, 성능계수 비교를 통해 R134a가 제안된 시스템에 최적 냉매인 것을 확인하였다. 설계 연구를 통해 도출된 데이터를 바탕으로 실제 시스템을 제 작하였고 실험 연구를 통해 시스템 안정성 및 건조기 내부 목표온도 도달 시간을 평가하였다. 각 모드 가 순차적으로 변화하는 운전모드를 실험적으로 평가하여 제작된 시스템의 시스템 안정성을 확인하였으 며, 열풍 및 동결 건조 목표 온도에 도달하는 시간이 각각 65분 그리고 45분이 소요됨을 확인하였다

영어초록

The heat pump process is attracting attention as an alternative high-efficiency energy device to reduce energy consumption and carbon emission of the drying process. In addition, the application of the heat pump as an energy supply system for dryer system also can perform the hot air drying and the freeze drying processes in one dryer system. This research focuses on the design and development of the hybrid freeze-hot air drying system based on a heat pump. The cycle simulations were performed with three different refrigerants to select the optimal refrigerant and the R134a was selected as the optimal refrigerant through the comparison of coefficient of performance (COP). The current suggested hybrid freeze-hot air drying system based on a heat pump was actually manufactured in this study. In addition, the system stability and time to reach the target temperature in the drying chamber were examined by experimental study. The system stability of the developed system was confirmed by the variation of inner chamber temperature and inlet and outlet temperature of compressor according to the sequentially changed operation modes. In addition, the time to reach target temperature for the heating and cooling operating mode was 65 and 45 minutes, respectively.

참고자료

· 없음