염화리튬 수용액을 이용한 판형제습장치에서의 열 및 물질전달 특성 연구 :

노구현

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자료유형: 학위논문

저자정보: 노구현 (경희대학교, 경희대학교 대학원)

지도교수: 강용태

발행연도: 2014

저작권: 경희대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수4

이 논문의 연구 히스토리 (3)

2014

염화리튬 수용액을 이용한 판형제습장치에서의 열 및 물질전달 특성 연구

노구현 기계공 2014.01 학위논문

2013

염화리튬 수용액 농도에 따른 판형제습장치에서의 열 및 물질 전달 실험적 연구

노구현 , 김선창 , 김영률 외 1명 대한설비공학회 학술발표대회논문집 2013.11 학술대회자료

2012

염화리튬 수용액을 이용한 판형제습장치에서의 열 및 물질 전달 실험적 연구

노구현 , 조용선 , 김선창 외 2명 대한설비공학회 학술발표대회논문집 2012.11 학술대회자료

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본 연구는 판형제습열교환기를 이용한 액체 제습 시스템에서의 열 및 물질전달 특성을 연구하였다. 평판 표면에 그루브(groove)가 적용된 판형 제습용 열교환기를 사용하여 제습액, 입구 공기의 조건에 따른 특성을 비교 분석하였다.
판형 제습용 열교환기는 평판 표면에 그루브(groove)를 적용함으로써 평판 표면에 제습액이 균일하고 전체 면적에 흐를 수 있도록 한다. 이는 적은 양의 제습액으로 평판 표면에 얇은 액막을 유지할 수 있기 때문에 제습 성능 향상, 제습액의 비산에 대한 문제를 막을 수 있다. 또한 평판 내부에 냉각수를 흐르고 있어 제습 과정 중 발생하는 흡수열을 제거함으로써 제습액의 온도를 조절하여 제습 성능을 유지 할 수 있다.
본 연구에서는 제습액의 농도, 유량과 입구 공기의 풍속, 상대습도를 실험변수로 하여 열 및 물질전달 특성을 분석하였다. LiCl이 TEG, CaCl2 보다 수분 흡수율이 약 50% 높은 것으로 나타났고, LiCl를 최적의 제습제로 선정하여 실험을 진행하였다. 제습액의 농도, 유량과 공기의 풍속, 상대습도가 증가할수록 수분 흡수율, 열 및 물질전달계수는 증가하는 경향을 보인다. 제습액의 농도, 공기의 풍속과 상대습도의 영향은 제습액의 유량의 영향에 비하여 상대적으로 큰 영향력을 미친다. 하지만 제습액의 농도는 일정농도 이상이 되면 결정화 문제가 있고, 입구 공기의 풍속을 증가시킬 때 평판 표면 제습액의 비산 문제를 해결하기 위해 최적의 조건을 찾는 것이 필요하다. 입구 공기 풍속의 경우 1.1 m/s에서 수분 흡수율과 물질전달계수가 최대인 것을 보았을 때 최적의 풍속은 1.1~1.3 m/s로 판단된다. 또한 오차 범위 ±20%를 만족하는 액체 제습 시스템에서의 열 및 물질전달 실험적 상관식을 도출하였다.

Air conditioning demands efficient control of both temperature and humidity. The traditional refrigeration and air conditioning systems are widely used, but their energy consumption is very high and cause an excessive power consumption problem due to the imbalance of power supply during summer. Also, the environmental problems cause by the conventional CFCs and HCFCs refrigerat become very serious. Desiccant cooling system have drawn a greater interest in technology because the environmental problem can be mitigated. The application of liquid desiccant to air conditioning can improve the indoor air quality, reduce energy consumption and bring environmentally friendly technologies such as solar energy and waste heat. The advantage of liquid desiccants over the solid desiccant is that it has higher dehumidification rates at similar conditions and the potential of energy storage using a concentrated liquid solution. Liquid desiccant colling system is a kind of open absorption cycle which absorbs moisture in the process air by using liquid desiccant, and it has advantages to make a more efficient air conditioning by supplying heat from waste heat or another renewable energy. Liquid desiccants solutions have the ability to absorb moisture from air and then this absorbed moisture can be removed from the liquid desiccant solution by using low grade energy. Lager contact area is needed between the air and the desiccant solution for efficient performance of dehmidification.
The existing dehumidifiers are mainly packed-bed type, tube-bundle or desiccant rotor type. Any amount of desiccant should be supplied to obtain a lager contact area, which reduces the performance of dehumidification. Because of the increase in the liquid film thickness, the droplets of liquid desiccant may be scatterd into the conditioned space. The plate type dehumidification has been developed in order to solve those problems. The performance of dehumidification is improved mainly because the generated heat at the interface between th moist air and the lithium chloride aqueous solution is absorbed by the coolant in the internal channels of the plates.
It is important to keep the constant liquid film thickness for stable operation of the liquid desiccant system. The focus of this reserch is to compare the mathematical model with the experimental results and to analze the combind heat and mass transfer during the dehumidification process. Also the effects of the inlet conditions of the air, solution and coolant on the dehumidification performance are studied in this work.

#제습 #염화리튬

제 1 장 서 론 1
1.1 연구배경 1
1.2 연구동향 2
1.2.1 국내연구동향 2
1.2.2 국외연구동향 3
1.3 연구목적 및 내용 5
1.3.1 연구목적 5
1.3.2 연구내용 5
제 2 장 액체 제습 열 및 물질전달 특성 실험 7
2.1 최적의 액체 제습제 7
2.2 판형 제습용 열교환기 9
2.3 실험장치 12
2.4 실험방법 및 조건 18
2.5 데이터 처리방법 21
2.6 실험 결과 및 분석 23
제 3 장 액체 제습 열 및 물질전달 특성 수치해석 30
3.1 액체제습 모델링 30
3.2 액체제습 수치해석 결과 및 분석 36
3.3 Nusselt and Sherwood correlations 41
3.4 개체간 검정 효과 및 불확실성 43
제 4 장 결 론 45
참고문헌 46
Abstract 49

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