공기조화및냉동 2000cc자동차 에어콘 설계 HVAC & R Design Project

소개글

공기조화및냉동 2000cc자동차 에어콘 설계 HVAC & R Design Project에 대한 보고서 자료입니다.

목차

주제 : 2000cc 자동차의 A/C 시스템을 Coolpack 프로그램을 이용하여 설계

본문내용

a (냉장고) : R134a 냉매는 무색 투명하여 내압용기에 액화 충진하여 사용하며 상온에서는 약 6.8kgf/cm2의 압력을 가지고 있다. 그리고 공기와 혼합되어도 인화 폭발의 위험이 없는 불연성 가스이다. ODP(오존층파괴지수)가 0인 대체 냉매이다.
②. R410A(에어콘) : R410a 냉매의 특징은 오존층파괴지수(ODP)가 0이라서 친환경적이며 관내부에서 냉매의 속도가 빠르고 압력손실이 낮기 때문에 가스관의 관 사이즈를 작은 것을 사용할수 있다. 또한 안정적인 화합물이며 독소가 적으며 불연성 물질이다.
③. R404A (냉장고)
: 액체가 재빨리 증발하면서 동상을 유발할 수 있음. 극심하게 노출하면 심한 숨가뿜, 마취, 불규칙 심장활동이 일어남. 흡입시 증기는 공기보다 무거우므로 호흡에 필요한 산소를 줄이면 질식을 유발 수 있음.
3. A/C 사이클 구성
: CoolTools: Cycle analysis → (One stage system - Dry expansion
evaporators)를 이용.
① 1번의 결과를 바탕으로 Evaporator 용량 결정
② 각 냉매의 cycle 구성 및 해석
- 제약조건
a) Condenser 온도는 40℃, 과냉도(subcooling)는 2℃로 세팅
b) Evaporator 온도는 -5℃, 과열도(superheat)는 5℃로 세팅
c) 압력 손실은 무시하고, SGHX(Suction Gas Heat Exchanger)는 없음
4. 위에서 구한 각 A/C 사이클의 P-h Diagram을 도시.
: Refrigeration Utilities를 이용
1)R134a
2) R410a
3)R404a
PART 2
5. 각 cycle의 COP 중에 가장 높은 COP를 갖는 사이클은 무엇인지 찾고, 그 이유
가 무엇인지 서술
:위에 값을 구한 결과 R134a 는 3.358, R410a 는 3.163, R404a는 3.022로 R134a냉매가 COP가 가장 높게 나왔으며 R404a가 가장 낮은 COP가 나왔다. 따라서 증발기와 응축기의 온도차가 작을수록 COP는 커진다는 결과를 얻을 수 있다.
6. 지금까지의 결과를 바탕으로(냉매의 환경에 미치는 영향 및 성능 등의 종합적인
판단), 어떤 냉매를 사용하는 시스템을 생산하는 것이 가장 좋은가를 제시.
: 위의 실험 결과 R134a 냉매가 가장 좋은 COP를 얻으므로 효율면에서 본다면 R134a냉매를 생산하는 것이 가장 좋다. 하지만 지금 현재 R134a는 환경문제로 인해 유럽국가에서 단계적으로 적용이 중단되고 있기 때문에 R410a냉매를 생산하는 것이 가장 좋은 예이다.
7. 지금부터는 R134a 냉매를 사용하는 시스템에 대해서만 설계하여 결과를 나타내
시오.
(a) 만약, 나머지 조건은 그대로 유지한채 Condenser 온도가 45℃로 높아지면 (과
냉도(subcooling)는 2℃로 고정) A/C 시스템의 COP는 어떻게 변하는가? 그 이유는
무엇일까?
condenser 온도를 45도를 상승시키면 COP는 2.915로 떨어지게된다.
(b) 만약, 나머지 조건은 그대로 유지한채 Evaporator 온도가 -10℃ (과열도
(superheat)는 5℃로 고정)로 낮아진다면 A/C 시스템의 COP는 어떻게 변하는가?
그 이유는 무엇일까?
Evaporator 온도가 낮아지면서 COP는 2.896으로 낮아졌다. 그 이유는 압축비는 증대되고 토출가스 온도의 상상과 함께 비체적 증대로 인한 냉매 순환량이 감소하게 된다.
PART 3 (BONUS)
8. R744(CO2) 이용 사이클을 1번의 결과 (Evaporator 용량)를 기준으로 하여
a) Gas Cooler 압력은 12MPa, 온도는 40℃로 세팅
b) Evaporator 온도는 -5℃, 과열도(superheat)는 5℃로 세팅
c) 압력 손실은 무시하고, SGHX(Suction Gas Heat Exchanger)는 없음.
- A/C 사이클의 P-h Diagram을 도시.
- COP를 계산
:값을 구한 결과 error를 발생함.
9. 추가 Idea 제시
: 자동차의 A/C 시스템에 대한 성능 향상 또는 부가가치를 향상 시킬 수 있는 아
이디어를 제시
냉동기의 성능계수는 QL/W 라고 한다. 성능계수를 향상 시키기 위해 압축기의 압축을 적게하고, 증발기에서 흡수되는 열을 높일수로 성능계수가 향상될 수 있다.
즉 과냉각 과정이 이루어지면 냉동효율이 향상된다고 생각합니다. 이런 이유로 압축기의변경 보다 응축기의 변경이 더 빠르다고 생각된다.

키워드

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