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태양열 구동 이젝터 냉동기술의 고찰

전문가 제언: ○ 이 자료는 태양열 구동 이젝터 냉동기술을 고찰하고 있다. 그러나 이젝터가 태양열 구동의 냉동사이클에서 어느 위치에 설치되며 어떤 역할을 하는 것인지에 대한 설명이 부족하여 보충한다. 일반적으로 태양열 구동 이젝터 냉동사이클은 두 개의 루프, 즉 태양열 구동루프와 냉동루프로 구성된다. 태양열 구동루프에서는 태양열로 고압의 액체 냉매를 가열하여 증기를 발생시킨다. 이 증기는 1차 유체로서 응축기 앞 단계에 설치된 이젝터로 공급된다.

○ 이젝터로 유입된 1차 유체는 응축기-팽창밸브-증발기-이젝터로 구성된 냉동사이클로 들어간다. 이젝터에서 나온 1차 유체는 증발기에서 온 2차 유체와 함께 혼합되어 고속 유동을 형성한다. 고속 유동의 냉매는 응축기로 들어가기 전에 속도가 압력으로 변환되어 고압유체가 되며 응축기로 들어간다. 이젝터는 보통의 냉동사이클에서의 압축기 역할을 하는 것이다. 응축기에서 나온 냉매의 일부분은 다시 태양열 집열기로 순환하고 일부는 팽창밸브를 거쳐 증발기로 유동하여 2차 유체로서 이젝터로 들어간다.

○ 또한 본문의 태양열 구동 이젝터 냉동 사이클의 개발상황을 보충하면 다음과 같다. 이 시스템은 수 kW에서 60,000kW의 냉각용량에 걸쳐 연구개발이 이루어졌으나 COP가 종래의 증기압축 시스템에 비해 아직도 0.2～0.3의 수준으로서 극히 낮다. 따라서 상용화가 아직 되어 있지 않다. 그러나 시스템이 단순하고 움직이는 부분이 없으며 재생에너지를 사용할 수 있다는 장점 때문에 연구개발 활동이 계속되고 있다.

○ 이젝터 냉동시스템의 성능 향상을 위한 앞으로의 연구개발 과제는 (1) 현재의 설계수준을 뛰어넘는 작동범위에서 정상유동 이젝터의 효율 증가, (2) 고효율 잠재력이 있는 로토다이내믹 이젝터(rotodynamic ejector)와 같은 새로운 방식의 이젝터 개발, (3) 0℃ 이하로 작동범위를 넓히기 위해 CO2, 탄화수소와 같은 자연 냉매로 작동되는 이젝터 개발, (4) 사이클 최적화, 재래식 증기압축과 흡수시스템 및 이젝터의 일체화 연구 등이다.

저자: J.M. Abdulateef, K. Sopian, M.A. Sulaiman
자료유형: 학술정보