저온저장고에서 냉동시스템과 기류순환 방식에 따른 온도제어 성능에 관한 연구 :A study on the performance of temperature control according to the refrigeration system and airflow circulation method in a cold warehouse

윤현

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자료유형: 학위논문

저자정보: 윤현 (서울과학기술대학교, 서울과학기술대학교 대학원)

지도교수: 성재용

발행연도: 2020

저작권: 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수11

이 논문의 연구 히스토리 (5)

2020

저온 저장고에서 냉기 보조 덕트를 활용한 온도 균일도와 에너지 효율성 향상에 관한 연구

윤현 , 김준현 , 성재용 대한기계학회 논문집 B권 2020.05 학술저널

저온저장고에서 냉동시스템과 기류순환 방식에 따른 온도제어 성능에 관한 연구

윤현 기계공학과 2020.01 학위논문

2019

보조 덕트에 의한 저온저장고 내부 온도 제어의 효용성에 대한 실증적 연구

윤현 , 조정민 , 김준현 외 1명 설비공학논문집 2019.10 학술저널

2015

저온저장고 내부 냉기 유동의 순환구조 연구

윤현 , 이승현 , 성재용 외 1명 대한설비공학회 학술발표대회논문집 2015.06 학술대회자료

냉기순환 보조 장치를 적용한 저온저장고 내부 온도분포에 대한 실험적 연구

윤현 기계공학과 2015.01 학위논문

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현대 사회에서 SCM(Supply Chain Management)은 비약적 발전 단계의 정점을 향하고 있다. 그런 과정에서 저온 물류의 양적 팽창은 지속되고 있으며, 수반되는 냉장유통 CCS(Cold Chain System) 중 저장 공간인 저온저장고의 냉동설비는 다양한 방법으로 시스템이 설계되어 건설되어지고 있다. 수요를 앞서가는 연구와 개발이 요구되지만 상용규모에서의 최적 설계를 위한 연구는 다수의 환경적 여건으로 심층연구가 진행되기 어려워 사실적 수치에 접근하는데 제한적이다. 여러 분야에서 소형실험 장치나 CFD를 이용한 연구 개발로 주목할 만한 결과가 많았고 실제 여러 요소에 적용되고 있는 것은 괄목할만한 성과이다. 다만 대형 저온저장고에서 온도 제어를 위한 본질적 부분인 냉매와 냉동시스템 및 기류 순환 방식의 조건에 따른 실내 온도의 변화와 억제에 대한 실증 연구는 전무하다. 따라서 상용규모에 적용 가능한 최적의 냉동시스템과 기류 순환 방식에 따른 온도제어 성능에 관한 연구가 필요하다.
본 연구에서는 실용현장 898㎥에서 직접 냉매방식의 냉동시스템과 기류 순환 장치를 설치하고 그 장치의 유. 무에 따른 냉동 운전과 제상 시의 온도 변화를 측정 비교하였고, 동일 조건에서 획득한 자료를 근거로 확장하여 수치적 해석으로 온도 분포 평형과 에너지 효율성의 적정성을 평가하였다. 선행 연구결과를 기반으로 규모가 확대 된 4,865㎥에서 변화된 복합 냉동시스템과 기류 순환 장치를 설치하고 최적 조건의 상황과 에너지 효율성을 고찰하였다.
본 연구의 결과로 직접 냉매를 사용한 장치 898㎥에서 기류 순환 장치 사용 시 내부 평균온도의 상승폭을 억제하고 교란 범위를 줄일 수 있었고, CFX를 이용한 수치적 해석에서는 기류 순환 장치 사용 시 온도 분포 평형과 에너지 효율에서 적정유지 할 수 있었으며, 대용량 공간에서는 복합 냉동시스템과 실내기 기류 순환 장치 형태에 변화를 줌으로서 사이클 상의 부분별 온도 교란 폭을 좁히고 순환 기류의 온도 평형에 접근 하였다.
결론적으로 저온저장고에서 적정한 복합 냉동시스템과 변화된 구조의 냉각기와 기류순환장치를 적용하여 사이클 상의 온도 교란 폭은 줄고, 고내 온도 평형에 접근하며, 에너지 효율의 적정 조건을 실현 할 수 있다.

In modern society, SCM (Supply Chain Management) is heading to the peak of the rapid development stage. In the process, the quantitative expansion of low-temperature logistics continues, and the refrigeration equipment of low-temperature storage, which is a storage space among the accompanying CGS (Cold Chain System), has been designed and constructed in various ways. Research and development ahead of demand are required. But research for optimal design on a commercial scale is difficult to proceed as an in-depth study due to some environmental conditions and is limited in accessing realistic figures. In many fields, there have been many significant results from research and development using small-scale test equipment or CFD analysis. And it was a remarkable achievement that is applied to various factors. However, there is no empirical study on the change and restriction of the indoor temperature according to the conditions of the refrigerant and refrigeration system and air circulation system, which are essential parts for temperature control in large-scale cold storage. Therefore, it is necessary to study the optimal refrigeration system applicable to commercial scale and the temperature control performance according to the airflow circulation method.
In this study, a refrigerant system with an airflow circulation system (duct) was installed directly at a practical site of 898㎥, and the temperature change during cooling and defrosting was measured and compared according to the presence or absence of the airflow device. Then, on the data obtained under the same conditions, the temperature distribution equilibrium and the adequacy of energy efficiency were evaluated by numerical analysis. Based on the results of the previous research, the complex refrigeration system and airflow circulation system, which were changed from 4,865㎥, which were scaled up, were installed, and the conditions and energy efficiency of optimal conditions were investigated.
As a result of this study, it was possible to suppress the increase in internal average temperature and reduce the disturbance range when using an airflow circulation device at large cold storage of 898㎥ using a direct refrigerant. In the numerical analysis using CFX code, the temperature distribution equilibrium, and energy when using an airflow circulation device It was possible to maintain the optimum inefficiency. In the large-scale space, by changing the shape of the complex refrigeration system and the indoor airflow circulation device, the temperature disturbance width of each part of the cycle was narrowed and the temperature equilibrium of the circulation airflow was approached.
In conclusion, by applying an appropriate complex refrigeration system and a changed structure cooler and airflow circulation device in low-temperature storage, it is possible to reduce the temperature disturbance width in the cycle, approach the temperature equilibrium in the high temperature, and realize the optimum conditions for energy efficiency.

I. 서 론 1
1. 연구의 배경 및 필요성 1
2. 산업 냉동기술의 환경적 동향 4
3. 연구동향 5
4. 연구 목적 7
II. 화학냉매를 이용한 단일 냉동시스템과 기류순환장치 8
1. 실증 실험의 배경 8
2. 실증실험 장치 및 설명 12
3. 실험의 고찰 16
4. 실험의 결과 26
III. 상용코드를 이용한 수치적 해석과 고찰 27
1. 수치해석 결과 고찰의 방향 27
2. 모델링 설정 29
3. 수치적 해석에 따른 고찰 33
4. 수치적 해석 고찰에 따를 결과 43
IV. 1,2차 냉매를 사용하는 복합 냉동시스템과 기류순환장치 44
1. 실험 장치 44
2. 실험 방법 53
3. 실증 실험의 고찰 및 결과 56
4. 단일 냉동시스템, 복합 냉동시스템과 비교분석 70
V. 결론 73
참고문헌 75
영문초록(Abstract) 79
감사의 글 81

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