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냉동기 / 수냉식 응축기 설계

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냉동기 / 수냉식 응축기 설계 - PowerPoint PPT Presentation


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냉동기 / 수냉식 응축기 설계. 20031510 이현우 20031512 이형래 20031519 장성우. 목 차. 설계과제 및 진행 ( 서울 소재 냉동창고 냉동기 설계 ). 소고기 30 톤 설계 기준 온도 벽체는 회색 ( 복사 : 보정온도차이용 ). 서울 소재 냉동창고 모습. 설계과제 / 기초가정. 냉동부하계산 - 벽체를 통한 부하. 내부의 공기유동 미미 (f i ) 밖은 12km/h 바람 분다고 가정 (f o ).

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Presentation Transcript
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냉동기 / 수냉식 응축기 설계

20031510이현우

20031512 이형래

20031519 장성우

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설계과제 및 진행 (서울 소재 냉동창고 냉동기 설계)
  • 소고기 30톤
  • 설계 기준 온도
  • 벽체는 회색(복사:보정온도차이용)

서울 소재 냉동창고 모습

설계과제 / 기초가정

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냉동부하계산 - 벽체를 통한 부하
  • 내부의 공기유동 미미(fi)
  • 밖은 12km/h 바람 분다고 가정(fo)

(단열재의 열전도도와 내외부대류 열전달 고려한 총열전달계수)

설계 변수 및 기초 사양

주 요 계 산 과 정

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냉동부하계산 – 투입 공기에 의한 부하

물성치 및 계산과정

  • 습공기 선도 이용하여
    • 외부공기
    • 내부공기
  • 투입 공기에 의한 부하
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냉동부하계산 – 저장물에 의한 부하
  • 저장물 : 신선한 쇠고기
  • 박스의 질량 : 0.6kg, 박스의 비열 : 1.32kJ/kg℃, 한 박스의 질량 : 15kg

물성치 및 계산 과정

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냉동부하계산 – 내부/기타 부하
  • 내부 부하
    • 전등 : 20W, 40개
    • 모터와 이송장치 : 30kW, 1대(모터와 이송장치 모두 안에 설치)
    • 작업인원 : 10명
  • 기타 부하
    • 증발기는 밖에 위치하므로 제상작업에 필요한 열은 없다.
    • 송풍기 모터에서 방출하는 열은 전체부하에 비해 매우 작아 무시 가능하다.

내부/기타 부하 계산과정

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냉동부하계산 – 총 냉동 / 실제 부하
  • 총 냉동 부하
  • 실제부하
    • 안전율 10% 고려해준 실제 냉동부하

= 78.98 냉동톤=Qe

총 냉동 부하 및 실제 부하 계산과정

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사이클 해석(2)

간략히 나타낸냉동기 P-h선도

42 ℃

1615.9kPa

P

c

팽창밸브

-20 ℃

P

e

245.29kPa

q

e

h

  • 사이클 해석

냉매 : R22 사용

  • 1점 상태
    • P1=245.29kPa, T1=-15℃, h1=405kJ/kg
  • 2점 상태
    • (p-h선도로 부터) h2s=450kJ/kg
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사이클 해석(2)

간략히 나타낸냉동기 P-h선도

1615.9kPa

42 ℃

P

c1

팽창밸브

245.29kPa

-20 ℃

P

e2

q

e

  • 사이클 해석
  • 3=4점 상태
  • (p-h선도로 부터)
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사이클 해석(3)

사이클 해석을 통한 기본 사양 결정

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실제 제품 선정(증발기)
  • 종류: 공랭식 증발기
  • 제조사: 동화정밀
  • 제품명: DUTA-250E
  • 냉각능력 : 16403kcal/h=19.14kW
  • 설계요구성능 : 276.449kW
  • 필요대수 : 15대

링크 : http://www.r-auction.co.kr/shop/home_subview.php3?mode=subview&gmcode=M060403174226

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실제 제품 선정(압축기)
  • 종류: 2단 스크류 냉매압축기
  • 제조사: 경원세기
  • 제품명: GC-S5000S21
  • 성능 : 52,600Kcal/hr=61.36 kW
  • 설계요구성능 : 118.49kW
  • 필요대수 : 2대

링크 : http://www.ascentury.com/new/html/refrigeration_04.htm

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실제 제품 선정(응축기)
  • 종류: 수냉식 쉘-튜브
  • 제조사: 동화정밀
  • 제품명: DHCD-300
  • 성능: 86851 kcal/h = 101.01kW
  • 설계 요구 응축열량 : 395kW
  • 사용대수: 4대

링크 : http://www.r-auction.co.kr/shop/home_subview.php3?mode=subview&gmcode=M060330121519

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실제 제품 선정(응축기)
  • 종류: 온도식 자동팽창밸브
  • 제조사: ALCO
  • 제품명: TJRE 18HW100
  • 성능 : 10냉동톤=35kW
  • 설계 요구 성능 : 276.449kW
  • 사용대수 : 8대

링크 : http://r-auction.co.kr/shop/home_subview.php3?mode=subview&gmcode=M060809134540

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정리

※총 1억 480만원 필요설치비 / 냉동창고의 건축비용 제외

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설계과제 및 진행 (이중관형 수냉식 응축기 설계)
  • 응축기 용량 5kW
  • 이중관형 수냉식 응축기 설계
  • 내관 1 in (ri25.27mm t=1.651mm)
  • 외관2.5 in (ri 61.85mm t=2.108mm), 단열,열손실x
  • 냉매 R134a
  • 40℃ 포화증기 → 40℃ 포화액 응축
  • 내,외부 대류저항, 전도저항 고려
  • 냉각수 입구온도(30℃로가정)

이중관형 수냉식 응축기

설 계 과 제

R134a

Counter Flow (대향류)

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냉매 측 열전달 계수

냉매 R134a 40℃ 기준

주 요 계 산 과 정

cavallini zecchin
Cavallini-Zecchin 관계식 사용
  • 건도 x는 평균치 0.5로 가정

주 요 계 산 과 정

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냉각수 측 열전달계수
  • 수냉식 냉각수 온도차 5~7℃
  • 로 가정
  • 로 가정
  • 물의 평균 온도 33℃ 일 때

기본 가정 및 상수

주 요 계 산 과 정

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길이 L
  • 동관에서의

주 요 계 산 과 정

따라서 길이 L=18.56m 이다.

reference
참고자료(Reference)
  • 냉동공학 – 원성필저, 보성각
  • (쉽게 배우는) 유체역학, Donald F. Young외2명, 고형종 [외]역, 인터비젼
  • 기본 열전달 - YUNUS A. CENGEL,김 유 외 5명 공역,McGraw-Hill Korea
  • 내연 기관 공학 - Willard W.Pulkrab,김덕줄 외 4명 옮김,교보문고
  • Heat Exchangers - Holger Martin 저,HEMISPHERE PUBLISHING CORPORATION
  • HEAT EXCHANGER DESIGN - Ramesh k. shah and Dusan P.Sekulic 저,JOHN WILEY & SONS, INT
  • 물성치 참조
    • 부록1. P402 TABLE A-9.Properties of saturated water
    • 부록1. P403 TABLE A-10.Properties of saturated refrigerant-134a
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