디젤엔진에 적용하기 위한 엔진폐열 회수 시스템에 관한 기초 연구
Preliminary study of an engine waste heat recovery system for diesel engine applications
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초록
전 세계적으로 디젤엔진을 장착한 수송 차량들에 대한 규정이 점점 엄격해져가고 있다. 따라서 디젤엔진을 장착한승용차 및 상용차 제작회사에서는 엔진의 연비개선 및 배출가스 저감에 대한 연구가 큰 관심사항 이다. 또한 선박용 엔진 제조 회사에서도 선박의 연비개선 및 유해 배출가스 저감을 위한 연구가 다양하게 진행되고 있다. 선박에서는 다양하게 폐열을 활용하고 있다. 엔진으로부터 발생한 배기열을 이용하여 물을 고압증기로 만드는 절탄기가 있으며, 엔진 냉각수를 이용하여 선내의 물을 공급하는 조수기를 대표적으로 언급할 수 있다. 본 연구에서는 디젤엔진에서 발생되는 고온 배기열과 저온 냉각수열을 모두 활용한 고효율 Single-loop ORC 엔진폐열 회수 시스템을 실제 디젤엔진에 적용하기위해서 실험장치를 제작하여 구성하였으며 시스템의 작동 가능성을 검증하고자 기초 실험을 실시하였다. 본 논문을 통해서 Single-loop ORC 실험장치를 소개하고 기초적으로 실험한 결과를 소개하고자 한다.
Abstract
Globally, regulations for diesel-powered transport vehicles are becoming increasingly stringent. Therefore, research on improving the fuel economy of engines and reducing exhaust gas is a big issue for diesel engine vehicle manufacturing companies. In addition, marine engine manufacturers have been conducting various researches towards improving the fuel efficiency and reducing the harmful emissions of marine diesel engines. At present, ships use various forms of waste heat. Ships have an economizer that turns water into high-pressure steam using exhaust heat generated from the engine, and an evaporator that supplies water on board using engine cooling water. In this study, we have demonstrated an experimental system for a high efficiency single-loop ORC engine waste heat recovery system that can utilize both the high-temperature exhaust heat and the low-temperature cooling water heat generated from the diesel engine. We conducted a basic experiment to verify the operability of the system for diesel engine applications. This paper introduces the single-loop ORC experimental device and introduces the results from preliminary experiments.
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