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한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society v.13 no.4, 2012년, pp.1427 - 1433   피인용횟수: 1
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대체 프레온 및 자연 냉매를 이용하는 이원 냉동시스템의 성능 예측
Prediction on Performance of Cascade Refrigeration System using Alternative Freon and Natural Refrigerants

김종열    (동명대학교 냉동공조공학과   ); 노건상    (동명대학교 냉동공조공학과  );
  • 초록

    본 연구에서는 이원냉동시스템에서 사용되던 저온용 규제프레온냉매 R13 및 고온용 규제프레온냉매 R503의 대체냉매로서 프레온혼합냉매 및 친환경적 자연냉매를 사용하는 이원냉동시스템의 성능특성을 규명하고자 하였다. 이를 위해 일반적인 이원냉동시스템의 운전범위에서 과냉각도, 과열도, 응축온도, 증발온도, 캐스케이드 열교환기에서의 온도변화를 고려하였다. 고온시스템 및 저온시스템의 작동유체의 종류에 상관없이 이원냉동시스템의 COP는 캐스케이드의 온도영향을 받고 있으며, 또한 과냉각도가 증가할수록 COP는 높아지지만, 과열도의 영향은 크게 받지 않았다. 따라서 본 연구에서 고온용 시스템 및 저온용 시스템의 작동유체로 대체 프레온혼합냉매 및 자연냉매의 냉매조합 중에서 (R23/R290), (R23/R600), (R23/R600a), (R23/R717), (R744/R404A) 냉매를 사용하는 이원냉동시스템의 COP는 저온측에 R23, 고온측에 R22를 사용하는 시스템에 비해 20 ~ 36% 높게 나타났다.


    In this paper, cycle performance analysis of cascade refrigeration system using alternative FREON refrigerants and natural refrigerants are presented to offer the basic design data for the operating parameters of the system. The operating parameters considered in this study include subcooled and superheated degree, and condensing and evaporating temperature, temperature difference of cascade heat exchanger in cascade refrigeration system. The COP of cascade refrigeration system increases with the increasing subcooled degree, but there is no significant changes with the increasing superheated degree. The COP of cascade refrigeration system depends on evaporating and condensing temperatures of cascade heat exchanger. Therefore, subcooled degree, evaporating and condensing temperature of cascade heat exchanger using alternative FREON refrigerants and natural refrigerants have an effect on the COP of this system. In this paper, COP of cascade refrigeration system using (R23 / R290), (R23 / R600), (R23 / R600a), (R23 / R717), (R744 / R404A) are higher 20 ~ 36 % than (R23 / R22), using R23 for low temperature system and R22 for high temperature system.


  • 주제어

    Freon .   Natural Refrigerant .   Alternative refrigerants .   Cascade Refrigeration .   COP.  

  • 참고문헌 (7)

    1. UNEP, Copenhagen, Decision, The Fourth Meeting of the Parties to the Montreal protocol, 1992. 
    2. Jonghoon Park, Keumnam Cho, "Study on the Performance of the Cascade System Using Alternative Refrigerants", SAREK, Vol. 13, No. 7, pp. 564-571, 2001. 
    3. Lee, T. S., Liu, C. H. and Chen, T. W., "Thermodynamic analysis of optimal condensing temperature of cascade condenser in $CO_{2}/NH_{3} $ cascade refrigeration systems". Int. J. Refrigeration 29, 1100-1108, 2006. 
    4. Sawalha, S., "Using $CO_{2}$ in supermarket refrigeration". ASHRAE J. 47 (8), 26-30, 2005. 
    5. Wilson, I. and Maier, D., "Carbon dioxide for use as a refrigerant. In: Refrigeration Science and Technology, Proceedings", IIR-IRHACE Conference, Innovative Equipment and Systems for Comfort and Food Preservation. The University of Auckland, pp. 305-311, 2006. 
    6. Bhattacharyya, S., Mukhopadhyay, S., Kumar, A. and Khurana, R. K., Sarkar, J., "Optimization of a $CO_{2}$- $C_{3}H_{8}$ cascade system for refrigeration and heating", Int. J. Refrigeration 28, 1284-1292, 2005. 
    7. fChart Software Inc. "Engineering Equation Solver", 2006. 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Roh, Geun-Sang ; Kim, Jong-Ryeol 2013. "Performance Analysis of Two-stage Compression and Two-stage Expansion Refrigeration System using Freon Refrigerants" 水産海洋敎育硏究 = Journal of fisheries and marine sciences education, 25(2): 301~306     

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  • 노건상 (24)

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