열교환기 성능 해석 프로그램의 개발

Abstract

본 연구에서는 fin-tube 열교환기의 성능평가를 위한 프로그램을 개발하고 2가지 종류의 응축기에 대한 시뮬레이션을 시행한 뒤 이를 실험결과와 비교하였다. 열교환기의 성능평가 방법으로 section-by-section 법을 사용하였으며 각 pass 별 냉매의 유량 분배계산에는 등압법이 이용되었다. 또한 열교환기의 형상, 입구조건 및 유로 관련 부분을 쉽게 수정할 수 있도록 Visual basic 프로그램을 제작하였으며 이를 시뮬레이션과 연결시켰다. 본 시뮬레이션은 공기 측에 louver-fin, plain-fin, corrugated louver-fin의 3가지 종류, 냉매 측은 매끈한 관, herringbone type micro-fin tube, helical type micro-fin tube 3가지를 선택할 수 있도록 하였다. 시뮬레이션의 결과가 실험 결과와 정성적으로 잘 일치하였다. 시뮬레이션 결과는 Z-type path 경우 냉매의 흐름방향과 계산순서가 일치하지 않아 U-type path 보다 다소 큰 오차를 보였으며, 전체적으로 실험결과와 10% 내외의 오차를 보였다.; A numerical simulation code is developed in this study for the performance evaluation of a heat exchanger. Numerical results for the two types of condensers are compared to experimental data. A section-by-section analysis scheme is used for the performance evaluation of the heat exchanger, and an equal-pressure method is used to calculate the flow distribution of refrigerant in each pass. Also, a Visual Basic program is developed for easy modifications of the geometry, inlet conditions and flow-path configurations of the heat exchanger, and the program is associated with the simulation code. The simulation code allows a user to select one of three fin types (louver-fin, plain-fin, and corrugated louver fin) for the air-side and one of three tube types (smooth tube, herringbone type micro-fin tube and helical type micro-fin tube) for the refrigerant side. The simulation results qualitatively agree well with the experimental data. The overall difference between the simulation and experimental results is about 10 % although the difference of the Z-type path results is a little larger than that of the U-type path because the direction of a refrigerant flow in the Z-type is out of accordance with the direction of the numerical calculation scheme.