심층수 이용 열교환기 개발을 위한 열교환기 재질과 열교환 성능에 관한 연구

Abstract

본 논문은 심층수 이용 열교환기 개발에 있어서 열교환기의 재질인 티타늄, 알루미늄, 스테인리스, 철, 구리 및 코팅된 알루미늄관 등을 이용하여 이중관 열교환 실험 장치를 구성하고 그 열교환 성능을 실험하였다. 기존 심층수 이용 열교환기는 대부분 티타늄 금속으로 이루어져 있다. 티타늄의 재질은 해양 심층수에 적합하나 고가 의 금속이다. 이런 티타늄 금속을 대체할 금속으로 알루미늄, 스테인리스, 철, 구리와 코팅된 알루미늄 관을 실험 함으로써 기존 티타늄 열교환기에 비해 비용을 많이 줄일 수 있는 반면 열교환 성능도 크게 뒤지지 않은 재질을 고찰해 보았다. 해양 심층수 이용 열교환기의 적합한 금속은 부식에 있어서 강해야 하며 열전달 또한 좋아야 한 다. 이러한 열교환기 재질 및 열전달 성능에 관한 기초연구를 위해서 이중관 열교환기를 설계하고 제작하였다. 다 양한 재질의 이중관 열교환기에서 열교환 성능을 실험적으로 구하였다. 또한 EES(Engineering Equation Solver) 프로그램을 사용하여 각 관들의 열전달률을 해석 하고 이중관 열교환 실험 결과와 비교하였다. 티타늄 금속으로 이루어져 있다. 티타늄의 재질은 해양 심층수에 적합하나 고가 의 금속이다. 이런 티타늄 금속을 대체할 금속으로 알루미늄, 스테인리스, 철, 구리와 코팅된 알루미늄 관을 실험 함으로써 기존 티타늄 열교환기에 비해 비용을 많이 줄일 수 있는 반면 열교환 성능도 크게 뒤지지 않은 재질을 고찰해 보았다. 해양 심층수 이용 열교환기의 적합한 금속은 부식에 있어서 강해야 하며 열전달 또한 좋아야 한 다. 이러한 열교환기 재질 및 열전달 성능에 관한 기초연구를 위해서 이중관 열교환기를 설계하고 제작하였다. 다 양한 재질의 이중관 열교환기에서 열교환 성능을 실험적으로 구하였다. 또한 EES(Engineering Equation Solver) 프로그램을 사용하여 각 관들의 열전달률을 해석 하고 이중관 열교환 실험 결과와 비교하였다.