차량의 크랭크축과 연결된 압축기는 기어 변속이나 주행속도 등 다양한 원인에 따라 엔진의 회전수가 급격하게 변화하게 된다. 이렇게 엔진의 회전수가 변할 경우 압축기에서 토출되는 냉매의 유량에 영향을 미쳐 시스템의 성능특성 변화의 원인 이 된다. 따라서 압축기 회전수 변화에 대한 실험과 해석적 연구를 고찰하기 위해 압축기 회전수를 1000 rpm에서 2000 rpm까지 500 rpm씩 증가시켜 차단비와 냉동 시스템의 성능 변화를 고찰하였으며 이를 Fig. 4.7에 나타내었다. 해석결과 압축기 회전수 변화에 따른 냉동시스템의 성능계수는 1500 rpm에서 가장 크게 나타났으며 이 때의 성능계수는 2.30으로 측정되었고, 작동시간에 따라 1.86까지 약 19.4% 감소 하였으며, 실험결과 성능계수는 1.86에서 작동시간에 따라 1.39까지 약 25.4% 감소 하여 22.5% 오차범위 내에서 일치하였다. 차단비의 경우 압축기 회전수가 1500 rpm일 때 실험과 해석적 결과 각각 40.2%, 46.7%로 측정되었으며, 2000 rpm일 때 42.9%, 49.7%로 측정되어 오차율 19.1% 이내에서 일치하였다. 압축기 회전수가 클 수록 서리의 생성량이 증가하였는데, 이는 압축기 회전수 증가로 인한 냉매의 질량 유량 증가로 증발온도와 증발압력이 증가해 증발기 표면온도가 상승하기 때문이다.
또한, 압축기 회전수의 변화에 따른 시스템의 성능은 압축기의 회전속도가 증가함 에 따라 압축기에서 토출되는 냉매의 유량이 증가하여 냉동용량 및 압축기의 소비 동력 또한 증가하게 된다. 하지만 압축기 소비동력의 증가폭이 냉동용량의 증가폭 에 비해 크기 때문에 시스템의 성능계수는 점차 감소하는 경향을 나타내어 실험적 연구 결과 2000 rpm일 때 1.78에서 1.31까지 26.1% 감소하였으며, 해석적 연구 결 과 2.12에서 1.82까지 14.1% 감소하였다.
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O perating tim e (m in)
Fig.4.7Theeffectofthecompressorrotatingspeed on the blocking ratio and performance withoperatingtime.
제 3 절 무착상 조건 성능과의 비교 해석 및 고찰 및 고찰
저온에서 작동하는 냉동기의 열교환기(증발기)는 작동시간이 지속됨에 따라 열교 환기에 생성되는 서리의 영향으로 점차 성능이 감소하게 된다. 이러한 서리를 제거 하기 위해 냉동 사이클 방식(역사이클 hot gas 방식, by pass 방식, 축열 방식)이나 비냉동 사이클 방식(전열방식, 물‧브라인 분사 방식, 기계적 제거 방식)의 제상방법 이 고안되어 현재 적용 중에 있다. 하지만, 열교환기에서 제상 작업 중에는 시스템 의 운전을 중지하여야 하므로 쾌적성이나 온도 유지의 문제가 발생하며 냉동과 제 상 작업의 반복 운전으로 제품의 수명이 단축될 우려가 있다. 또한, 제상으로 인한 공기측 온도가 상승하므로 제상 종료 후 열을 제거하기 위한 부가적인 에너지를 소비하게 된다. 다른 방법으로 서리의 생성을 줄이거나 늦추기 위한 목적으로 열교 환기에 친수성 또는 발수성으로 표면처리를 하는 방법이 활발히 진행 중에 있으며, 열교환기의 배열이나 핀의 형태 또는 각도를 조절하는 등 열교환기의 효율을 향상 시키기 위한 다양한 방법들이 연구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 앞선 연구와 같은 조건을 바탕으로 열교환기에 착상이 생기지 않는 무착상상태를 가정하여 서 리가 성장함에 따라 시스템의 성능의 감소정도와 시스템의 성능 특성을 비교 고찰 하였다.