열교환기의 고성능화 및 열전달 촉진의 최신 동향
_x000D_
Recent Directions in Heat Exchanger and Heat Transfer Enhancement
_x000D_
_x000D_
_x000D_
_x000D_
_x000D_
사가대학/미야라 아키오
_x000D_
_x000D_
1. 머리말
_x000D_
냉동공조 분야에서 사용되는 열교환기는 대부분의 경우, 냉매와 공기간의 열 교환 역할을 담당하고 있다.
_x000D_
_x000D_
냉매는 폐쇄 유로 내를 응축 또는 비등·증발을 동반하면서 흐르고 공기는 통로 외면에 설치된 핀을 따라 흐른다. 핀 앤드 튜브형 또는 크로스 핀 튜브형 열환기가 그 대표적 예이다.
_x000D_
_x000D_
그래서 오래 전부터 관내 냉매 측의 비등·증발 전열 및 응축 전열 촉진, 공기 측 전열 촉진에 관한 연구가 많이 이루어졌다. 또 냉매 단위유량 당의 전열 면적 확대와 공기 측 전열과 압력 손실의 개선, 열교환기의 소형화 등을 목적으로 전열관의 세경화가 진행되면서 2007년경에는 그때까지 주류로 사용되던 Ø9.52mm 관 대신에 Ø7mm 관이 실내기에 많이 사용되게 된다.
_x000D_
_x000D_
한편, 터보냉동기 등의 열원기에서 열매체를 매개해 열 수송이 이루어지는 경우는 셸 앤드 튜브형 열교환기가 많이 사용되지만, 열매체가 관 내를 흘러 냉매가 셀 측에 체류하므로 시스템 내에 다량의 냉매를 보유하게 된다.
_x000D_
_x000D_
프레온 가스에 의한 오존층 파괴와 그 후에 개발된 대체 프레온 가스에 의한 지구온난화의 영향으로 환경부하가 적은 냉매 개발이 현재 활발히 이루어지고 있지만 냉매 선정은 열교환기의 성능이나 설계에도 큰 영향주기 때문에 차세대 냉매를 염두에 둔 열교환기, 전열 촉진 기술의 개발이 필요하다.
_x000D_
_x000D_
여기에서는 공조 분야에서 사용되는 열교환기 개발에 관해서 과거의 역사와 최근의 동향에 중점을 둔 조사 결과를 설명한다.
_x000D_
_x000D_
2. 기술 과제
_x000D_
〈그림 1〉은 미야라·고야마가 실시한 냉동공조기용 열교환기에 관련된 기술 과제의 조사 결과를 정리한 것이다. 조사는 2010년부터 2011년에 걸쳐 냉동공조 분야에서 활약하고 있는 기술자 및 연구자에게 과제 이름과 그 중요도 및 개발 완료 시기에 대한 설문조사를 실시해 결과를 집약했다.
_x000D_
_x000D_
자세한 내용은 문헌을 참조하기 바란다. 저GWP 냉매는 차세대 냉매로 개발된 R1234yf와 R1234ze(E) 등의 HFO계 냉매로 그 물성 연구의 중요도와 긴급도가 가장 높다.
_x000D_
_x000D_
저GWP 냉매는 그 후에도 몇 가지가 개발되었고...
_x000D_
_x000D_
중략
_x000D_
_x000D_
2015년 10월호/ 월간 히트펌프공조
_x000D_