본 논문에서는 85~100 ℃의 저품위 온수를 구동 열원으로 사용하는 분리형 이중 침대 흡착 냉동 시스템을 설계 개발하였다. 두 개의 흡착 침대를 통해 냉매-수의 교대 흡착 및 탈착을 수행하여 연속 냉각을 실현하였다. 흡착 침대는 핀 튜브형 열교환기를 사용하였으며, 핀 표면에는 신형 13X 분자체-염화칼슘 복합 흡착제를 두께 0.15 mm로 코팅하여 흡착/탈착 속도 및 열전달 속도를 가속화하였다. 증발기는 코일과 물받이 구조를 채택하였으며, 위에서 아래로 계단식으로 간격을 두어 증발 시 열교환기 튜브 표면에서 효율적인 끓음 열전달을 확보하였다. 응축기 설계에는 비응축 가스 배출 장치를 추가하여 시스템 운전 중 언제든지 비응축성 가스를 배출할 수 있어 응축기의 높은 열교환 효율을 유지하였다. 또한, 각 열교환기 박스 구조는 강도, 밀폐성 및 조립 구조의 집약성 측면에서 최적화 설계되었다. 더불어, 해당 흡착 냉동 시스템 순환에는 증기 회수 및 회열 과정이 도입되었다. 이 순환 방식을 기반으로 시스템 성능 시험 결과, 85 ℃의 온수를 탈착 열원으로 사용할 때 시스템의 냉동 능력은 7.7 kW, 성능 계수 COP는 0.467, SCP는 380 W/kg, 평균 소비 전력은 1.23 kW로 나타났다.

흡착 냉동;13X 분자체-염화칼슘 복합 흡착제;냉동 능력;성능 계수(COP);단위 흡착제 냉동 능력(SCP);소비 전력