최신 [기계공학실험] 냉동사이클 '이론' 정리레포트

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목차

1. 냉동기 작동 이론
1) 냉동
2) 냉동사이클

2. 냉동기 구성 장치에 대한 원리
1) 팽창밸브(Throttling valve)
2) 수액기(Liquid receiver)
3) 액 분리기(Accumulator)
4) 냉매
5) 압축기(Compressor)
6) 증발기(Evaporator)
7) 응축기(Condenser)

3. 냉동기 효율에 대한 이해와 에어컨 작동원리 및 효율 및 개인적 고찰

4. 에어컨의 작동원리

본문내용

냉동기 작동 이론
‘냉동’은 물질이 상태를 변화시킬 때에 다량의 잠열을 필요로하는 성질을 이용하여 식품이나 그 밖의 물질로부터 열을 빼앗아 그 자체의 온도를 저하시키는 것을 의미한다.
냉동기 내부에서의 냉동원리는 냉매를 저압으로 증발시켜, 냉각대상의 온도보다 저온으로 만든후에 대상과 접촉하면, 냉매가 증발할때까지 주위의 물질로부터 열을 흡수하므로, 열은 고온에서 저온으로 이동하여, 물질이 냉각된다. 이때 열을 흡수한 기체상태의 냉매는 압축과정을 통해 고온·고압 상태가 된 후, 냉각수 및 공기와 접촉하면 열을 방출하여, 냉매는 다시 액체가 된다. 이렇게 상변화(증발)가 쉬운 냉매를 사용하여 증발과 응축을 반복하는 것이 냉동기의 기본적인 작동원리이다.

냉동사이클
carnot사이클이 반대로 작용하는 것으로 역 carnnot사이클이라고도 한다. 냉동 사이클에는 증발, 압축, 응축, 팽창 의 네 가지 과정이 있으며, 냉매는 액체에서 기체로, 기체에서 액체로 상태 변화를 반복하면서 순환하게 된다.
1-2 과정은 등엔트로피 과정으로 압축이 일어나고,
2-3 과정은 정압과정으로 응축이 일어나고,
3-4 과정은 등엔탈피 과정으로 팽창이 일어나며,
4-1 과정은 정압과정으로 증발이 일어난다.
이때 사용하는 냉매는 위의 네가지 작용을 순차적으로 반복하면서 냉동 장치의 시스템 내를 순환하여 열을 온도가 낮은 냉장고에서 온도가 높은 냉각수 또는 냉각 공기로 이동시키는 역할을 한다.

Figure 1과 Figure 2를 비교하여 보면 대략적인 개형은 같지만, 각 과정이 다른 형태를 보이는 것을 알 수있다.
Figure 2에서 ‘1’점이 더 오른쪽에 위치하고 있는 이유는, 이상적일 때 물과 공기가 혼합된 상태로 압축기에 들어가 게 되면 손상을 유발하기 때문에 이를 방지하고자 더 과열 을 시켜주었기 때문이다.
또한 Figure 2에서 ‘3’점이 더 왼쪽에 위치하여 있는 이뉴 는 팽창기에 액체상태의 냉매가 들어가야만하므로 기체상 태 가 없도록 과냉을 시켜주었기 때문이다.

참고 자료

식품과학기술대사전 ‘냉동’ 광일문화사 2019.11.05
노승탁, 최신 공업열역학 4판, 문운당 p300 ‘냉동사이클 이론’ 2019.11.05
공조냉동건축설비 용어사전 ‘수액기’ 일진사 2019.11.05
http://www.coldplus.co.kr/freeze/343, ‘냉매의 정의, 종류, 구비조건’ 2019.11.05