기계공학실험 - 열펌프 보고서 (홍익대, 홍익대학교)

소개글

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목차

1. 실험 목적
2. 관련 이론
3. 실험 방법
4. 실험 결과
5. 결론 및 고찰
6. 참고문헌

본문내용

□ 실험 목적
증기 압축식 열펌프 및 냉동기의 기기 구조와 구동 원리를 이해하고, 실제 열펌프의 구동을 통해 원리가 적용되는 과정을 확인한다. 또한 냉각수의 유량을 조절하며 압축기, 응축기, 팽창 밸브, 증발기 등의 온도 및 압력을 관찰하며 냉각수의 유량과 열펌프의 효율의 관계를 직접 계산해본다.

□ 관련 이론
- 열펌프의 구조 및 원리
열펌프는 압축기(compressor), 응축기(condenser), 팽창 밸브(expansion valve), 증발기(evaporator)로 크게 4가지 구성요소의 순환으로 이루어져있다. 압축기에서는 증발기로부터 입구에서 기체상태의 저온저압 냉매를 받아 이를 압축시킨다. 압축 과정으로 냉매는 저온저압 포화상태에서 고온고압의 기체상태로 변한다. 고온고압 기체상태의 냉매는 압축기에서 나와 응축기로 들어가게 된다. 응축기에서는 기체상태의 냉매를 응축시켜 액체상태로의 상변환이 일어난다. 이 과정에서 기체는 액체로 변환되며 주변에 응축열을 방출하게 된다. 이렇게 방출되는 열은 열펌프의 핵심기능으로 작용한다.

<중 략>

□ 결론 및 고찰
1) Evaluate the efficiencies of compressor.
앞서 구한 것과 같이 압축기의 효율은 위의 표와 같다. 위와 같이 압축기의 효율은 등엔트로피 효율, 기계적 효율, 단열 효율 3가지로 나눌 수 있다. 우선 효율값의 관점에서 바라볼 때 기계적 효율, 등엔트로피 효율, 단열 효율 순으로 높은 값을 가지는 것을 확인할 수 있다. 여기서 기계 효율이 가장 높은 값을 보이는 것은 전력 일 대비 실제 일의 비중이 높다는 것을 의미하며, 이는 압축기에서 사용된 일이 높은 효율로 냉매의 압축에 쓰였다는 것으로 해석할 수 있다. 또한 효율값을 보면 냉각수의 유량이 증가할수록 효율이 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 특히 큰 변화가 없는 기계적 효율에 비해 등엔트로피 효율과 단열 효율은 냉각수의 유량에 따라 큰폭으로 하락하는 것을 볼 수 있다.

참고 자료

https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=716205&cid=42319&categoryId=42319 - 역카르노 사이클
http://www.peacesoftware.de/einigewerte/r134a_e.html - R134-a Enthalphy calculator