냉각수 및 공기 풍량에 따른 납작관 응축기 적용 가정용 에어컨 시스템 성능평가

공조시스템의 주요부품 중 열교환기(응축기)는 에너지 자원의 고갈 및 에너지 소비의 증가추세에 따라 자동차 산업을 비롯하여 가정용, 산업용 공조분야에 이르기까지 산업 전반에 걸쳐 에너지 절약형, 즉 고효율화가 절실히 요구되고 있으며 사용공간의 제한성 때문에 단위 부피당 전열면적이 큰 고밀도 열교환기가 많은 관심 속에 개발중이며 일부는 사용 중에 있다. 현재도 에너지를 효율적으로 이용하고 재료비를 절감하기 위하여 열교환기를 고효율화, 소형화하려는 연구는 지난 수 십년간 미국, 일본 등 구미 선진국을 중심으로 꾸준히 수행되어 오고 있다. 본 연구에서는 공기 엔탈피식 칼로리미터(Psychrometric Calorimeter)를 이용하여 기존 증기압축식 시스템의 휜-튜브응축기를 제거하고 루버휜을 제거한 납작관 열교환기를 적용하여 납작관 외측 표면에 냉각수를 흘려 수냉식 열교환기를 제작한다. 이는 열교환기에 냉각수를 공급하여 공기의 현열뿐만 아니라 튜브 표면을 흐르는 냉각수의 증발 잠열을 이용하여 응축성능의 향상을 꾀하는 것이다. 냉각수와 공기 풍량의 조건이 시스템 성능에 미치는 주요 변수별 민감도를 비교 평가하였다. 납작관 적용 응축기 적용 시스템 성능 평가 결과 본 실험 조건의 경우 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 냉각수 온도가 낮을수록 냉매 온도와 냉각수 온도차가 증가하여 전열량이 증가한다. 낮은 온도의 냉각수는 납작관 응축기 내의 냉매 압력과 온도를 감소시키며, EER은 증가하였다. 냉각수 유량이 증가할수록 납작관 응축기 표면과 냉각수와의 전열표면적이 증가하며, 이로써 응축기 표면의 고른 냉각수막이 형성되고 이는 응축열량이 증가하여 전열량 증가로 나타난다. 실외기 FAN 풍량이 증가하면 공기측 열전달 계수 값이 증가하게 되어 시스템의 전열성능은 증가한다. 또한 소비전력은 풍량이 증가할수록 증가하게 되며, EER은 풍량이 증가할수록 더욱 크게 증가한다.