기계공학실험 | 냉동 사이클

 

 

 

TIP

 

 

1. 이상적인 냉동사이클과 실제 냉동사이클의 차이점을 알아본다.
2. 냉동사이클을 Cool Pack 프로그램을 이용해 P-H 선도에 나타내어 본다.
3. 냉동사이클의 효율과 실제와 이론적인 COP를 각각 구해본다.

 

 

 

냉동 사이클(역카르노 사이클)

일반적으로 냉각이란, 물체에서 열을 빼앗아 그 물체의 온도가 하강하는 것을 말하고, 냉동은 냉각범위 물체의 온도를 대기온도 이하로 낮추는 것을 지칭한다. 따라서 냉동을 하기 위해 특별한 장치가 필요한데, 그것을 냉동기라 부른다.

 

냉동을 하는 방법에는 여러 가지 방법이 있으나 이번 실험은 증발하기 쉬운 냉매를 증발시켜 그 잠열을 이용하는 방법이 사용되었다. 주요 부분으로는 압축기(Compressor), 응축기(Condensor), 팽창밸브(Expansion valve), 증발기(Evaporator)로 구성되며 냉동장치 안에는 증발하기 쉬운 냉매가 봉입되있다.

 

이상적 냉동사이클과 실제 사이클

 

냉동사이클에서 가장 광범위하게 사용되는 사이클은 증기 압축 사이클 이다. 이 사이클에 있어서 증기는 압축되어 액체로 응축되고 그 다음에 저압에서 액체가 증발할 수 있도록 압력을 떨어 뜨린다. 냉동사이클은 이론적인 값인 카르노 사이클과 실제적으로 사용되는 실제 증기 사이클로 나뉜다.

 

위 그림을 통하여 과정을 살펴보면 (1-2):단열압축과정, (2-3)등온발열과정, (3-4):단열팽창과정, (4-1):등온흡열과정 이다. 카르노 사이클의 모든 과정들은 열역학적으로 가역이다. 과정(1-2)와 (3-4)는 단열 과정이므로 등엔트로피 과정 이다. 과정(4-1)에서 저온열원으로부터 열 회수는 냉동단계이며 위 사이클의목적이다. 카르노 사이클은 실제 사이클보다 효율이 훨씬 높은 가역과정으로 구성된다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 동사이클에 있는 압축기, 응축기, 증발기, 열교환기에 각각 온도 측정기를 설치한다.

 

2) 냉동사이클을 작동시킨 후 정상유동이 될 때 까지 기다린다.

 

3) 정상 유동이 된 후 압축기 통과 전,후의 압력과 각각의 온도를 관측한다.

 

 

 

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