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공조 열교환기의 착상과 제상 성능에 영향을 미치는 알루미늄 핀 재료의 표면처리

전문가 제언: ○ 성에 발생이란 공기 중의 수증기가 응고점 온도 이하로 냉각되고 있는 물체 표면에 얼음과 공기의 다공질 층인 서리를 생성시키는 현상이다. 히트펌프나 에어컨의 실외기, 냉장고나 쇼케이스의 증발기 등에는 성에의 생성(착상)에 의하여 운전 효율이 떨어진다.

？ 이는 외기 온도가 낮은 경우나 냉매 온도가 영하의 온도에서 운전되는 경우에 발생하는 현상으로, 열교환기의 알루미늄 핀에 결로에 의하여 물이 생기고, 이 물이 얼어서 성에가 발생하여 알루미늄 핀 사이를 폐쇄시키며, 열 교환을 방해하게 된다.

○ 본고는 알루미늄 핀 재료를 프레스 성형 가공하여, 핀 자체(bare) 상태와 친수, 발수, 초발수 처리를 한 4가지 시험용 핀을 제작하고, 이들을 대상으로 성에의 생성과 제거(제상)에 관한 형상과 시간을 구체적으로 각각 시험한 결과를 보여준다.

？ 착상 시간이 가장 긴 것은 발수 핀으로 베어 핀의 경우보다 3배 정도의 착상 시간을 나타냈다. 또한 제상 시간은 친수 핀이 가장 짧고, 초발수 핀이 가장 길게 나타났다. 한편 접촉각이 120~130°인 발수 핀의 경우가 성에 생성이 느려서 가장 양호한 것으로 나타났다.

○ 한편 우리나라에서는 히트펌프나 냉동？냉장 시스템의 성에 제거에 관련된 연구는 관련 대기업과 대학？연구소 등에서 많이 이뤄지고 있으나, 성에의 생성과 관련기기 재료의 상호관계에 대한 연구는 미미한 편이다. 또한 성에 발생과 제거에서는 냉각기나 증발기에 대한 착상？제상뿐만 아니라 주위의 유입공기의 질도 고려하여야 한다. 따라서 각종 열교환기 알루미늄 핀의 정량적인 착상？제상에 관한 데이터를 우리 여건에 맞도록 설계에 참고하면, 히트펌프나 냉동？냉장 시스템 전체를 더욱 효율적으로 운영할 수 있을 것이라 생각한다.

저자: MIZUTA Y. et al
자료유형: 학술정보