의류 건조기의 성능 예측을 위한 수치적 연구

Abstract

전 세계적으로 심각한 환경문제로 인해 에너지 절약에 대한 중요성이 대두되고 있는 시점에서 의류 건조기의 낮은 효율은 반드시 해결해야할 문제이다. 여러 연구자들에 의해 건조기의 효율을 개선하기 위한 연구가 진행되고 있으나 다른 기기들에 비해서는 여전히 만족할만한 수준을 갖추지 못하고 있다. 삶의 질을 중요시하는 사회풍조로 여러 편의성을 가진 건조기의 수요가 증가하면서 건조기 사용으로 인한 에너지 소비가 증가하고 있어 건조기의 에너지 개선은 더욱 시급해지고 있다. 따라서 본 연구에서는 가정용 의류 건조기의 성능을 향상시키기 위한 기반을 다지고자한다. 본 연구에서는 D. Tranxuan[1]과 원광재[2]가 제시한 건조 과정에 대한 식들을 기반으로 본 연구에서 사용한 건조기의 특성을 반영하는 모델링을 수행하였다. 모델링은 히터, 드럼, 응축기와 같이 드럼의 각 요소에 대해 구분하여 이루어졌으며 후향차분방법과 4차 Runge-Kutta법으로 식을 풀어 건조기의 내부를 지나는 공기의 상태량을 계산하였다. 이러한 과정은 MATLAB을 이용하여 컴퓨터 프로그램으로 구현하였고 시뮬레이션 결과를 통해 건조기의 효율을 예측하고 분석하였다. 건조기 시뮬레이션 프로그램의 결과는 실험 결과와 비교하여 검증하였다. 본 연구에서 개발한 건조기 시뮬레이션 프로그램은 실제 배기식 건조기와 응축식 건조기의 건조 과정을 모두 상당히 정확하게 예측한다. 따라서 시뮬레이션 결과로 계산한 건조효율 또한 실제 실험 결과로 계산한 건조효율과 거의 일치하므로 건조기 시뮬레이션 프로그램은 건조기 효율 연구에 유용하게 쓰일수 있다.