An Experimental Study on the Thermal Characteristics of Direct Contact Liquid-Ice Heat Exchanger

직접접촉식 액-빙 열교환기의 전열특성에 관한 실험적 연구

The operating thermal chracteristics of direct contact liquid-ice heat exchanger was experimentally investigated. In this paper, The effects of Ice Packing Factor(IPF), the inlet temperature and the flow rate of Heat Transfer Fluid(HTF) were stuided in the liquid-ice heat exchanger. Thermal stratification in liquid-ice heat exchanger was established clearly and faster at the higher inlet temperature and flow rate of HTF. At the end of melting of the lower flow rate is cleared the thermal stratification in liquid-ice heat exchanger. The temperature stratification is long with higher value of IPF of liquid-ice heat exchanger. The mean temperature of liquid-ice storage was changed rapidly with increasing flow rate and inlet temperature of HTF. The gradiant of ratio of total energy to latent energy was found higher with increasing inlet temperature and flow rate.

동적형 빙축열 시스템의 빙축열조에서 세가지 얼음충진율에 대해 분산유체의 유온, 유량을 변화시켜 용융실험을 행하였다. 빙축열조에 분산되는 분산유체의 온도가 높고 유량이 많을수록 빙축열조 내의 온도성층화 현상도 뚜렸하였고 온도성층화에 돌입하는 시간이 단축되었다. 분산유체의 유량이 많을 때는 잠열이 방출되는 시기에 걸쳐서 빙축열조 내의 온도안정화 현상이 나타나고 온도안정화에 소요되는 시간도 단축되었다. 그러나 얼음의 용융이 끝난 후는 유량이 적을 때가 온도성층화 현상이 뚜렸하였다. 빙축열조 얼음충진율이 높을 때 온도성층화에 소요되는 시간이 길었으며 빙축열조 내 온도분포는 안정되었고 빙축열조의 벽면 영향으로 인해 빙축열조 상부의 온도가 높게 나왔다. 실험초기온도를 유지하는 기간은 빙축열조 내의 얼음이 존재하는 기간과 일치하였다. 빙축열조 내의 평균온도 상승은 분산유체의 유량이 많고 온도가 높을수록 일찍 상승하였다. 총방열에너지에 대한 잠열에너지($E/E_{ot}$)의 시간에 대한 변화비는 분산유체의 온도가 동일한 조건에서 유량이 많을수록, 분산유체의 온도가 높을수록 큰 값으로 나타났다.