증기압축식 열펌프 성능실험

소개

■ 실험 목적

증기압축식 열펌프의 구성 및 원리를 이해하고 열원의 온도변화 및 난방 용량의 변화에 따른 증기압축식 열펌프의 성능변화를 측정한다.


■ 실험 이론

증기압축식 냉동사이클은 냉매의 잠열을 이용하여 낮은 온도의 열원으로부터 높은 온도의 열원으로 열전달을 수행하며 압축기, 응축기, 팽창밸브 또는 팽창기, 증발기 등의 4부분으로 이루어진다.

1) 표준 증기압축 사이클

표준 증기압축 사이클에서 응축된 냉매는 팽창밸브를 통하여 등엔탈피 팽창을 하게 되고 저압으로 팽창된 냉매는 증발기를 거치면서 저온의 주위와 열교환을 하여 포화증기가 되어 압축기로 들어가게 된다. 표준 증기압축 사이클로서의 열폄프에 대한 T-s선도를 그림1에 그리고 P-h선도를 그림2에 각각 나타내었다.

목차

■ 실험 목적
■ 실험 이론
■ 실험 장치
■ 실험 방법

본문내용

■ 실험 목적

증기압축식 열펌프의 구성 및 원리를 이해하고 열원의 온도변화 및 난방 용량의 변화에 따른 증기압축식 열펌프의 성능변화를 측정한다.


■ 실험 이론

증기압축식 냉동사이클은 냉매의 잠열을 이용하여 낮은 온도의 열원으로부터 높은 온도의 열원으로 열전달을 수행하며 압축기, 응축기, 팽창밸브 또는 팽창기, 증발기 등의 4부분으로 이루어진다.

1) 표준 증기압축 사이클

표준 증기압축 사이클에서 응축된 냉매는 팽창밸브를 통하여 등엔탈피 팽창을 하게 되고 저압으로 팽창된 냉매는 증발기를 거치면서 저온의 주위와 열교환을 하여 포화증기가 되어 압축기로 들어가게 된다. 표준 증기압축 사이클로서의 열폄프에 대한 T-s선도를 그림1에 그리고 P-h선도를 그림2에 각각 나타내었다.

2) 실제 증기압축 사이클

실제의 경우, 압축기로 들어가는 냉매에 액체가 포함된 것을 방지하기 위하여 약간의 과열을 시키는 것이 보통이다. 과열증기로 압축기에 들어간 냉매는 고압으로 압축되고 이 때 압축기 내부에서의 발열과 마찰, 그리고 열전달 등에 의해 압축과정으로 비가역적이다. 응축기 출구에서 냉매는 과냉된다. 응축된 냉매는 팽창밸브를 통하여 등엔탈피 팽창을 한다. 응축기와 증발기의 경우에는 관 벽과의 마찰, 중력 등에 의해 압력강하의 경향이 나타난다. 이러한 실제의 경우를 그림3와 그림4의 T-s선도와 P-h선도로 각각 나타내었다.

이러한 실제 열펌프의 구동에 필요한 일은 무론 전기적인 형태로 압축기의 구동을 위하여 공급되나 비가역성에 의하여 냉매의 실제 압축에 소요된 일은 전기 동력으로써 들어간 일보다 작다. 그러므로 압축기 기계효율은 다음과 같이 정의될 수 있다.
(1)
열펌프의 성능계수는 다음과 같이 표현된다.
(2)
그리고 가열 단열압축 과정에서 요구되는 일과 실제 공급일간의 관계로부터 압축기의 단열효율은 다음과 같이 정의된다.

참고자료

· 없음