실험 - 증기_압축식_열펌프_성능실험
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- 목차
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1. 실험 목적
2. 기본 배경
3. 실험 장치
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의 사항
- 본문내용
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■ 증기 압축식 열펌프 성능실험
1. 실험 목적
- 증기 압축식 열펌프의 구성 및 원리를 이해하고 열원의 온도변화 및 난방 용량의 변화에 따른 증기 압축식 열펌프의 성능변화를 측정한다. 또한 수업시간에 배웠던 카르노, 역 카르노 싸이클, 그리고 표준 증기압축 싸이클 등에 대하여 실험과 함께 실제적으로 적용하여 이해를 높인다.
2. 기본 배경
□ 역 카르노 사이클
- 이상적인 열펌프 사이클은 내부/외부적으로 가역적인 사이클이며 이에는 역 카르노 싸이클이 있다. 쉽게 말하여서 역 카르노 싸이클은 냉동 사이클의 이론적 싸이클이라 볼 수 있다.
아래 그림 (1)과 같이 1-2과정을 통하여 TL에서 TH로 작동유체의 등엔트로피 압축이 수행되고 2-3과정을 통하여 응축이 이루어지며 3-4과정을 통하여 TH에서 TL로 등엔트로피 팽창이 진행된다. 마지막으로 4-1과정에서 작동유체의 증발이 이루어진다. 이것은 열펌프로 이용할 경우 외부로부터 받은 일로 고온부로부터의 열전달(유출)을 일으켜 저온부에서 열을 유입하는 것이다.
그림(1) 역 카르노 TK이클의 T-S 선도
이때 역카르노 싸이클을 열펌프로 이용할 경우 고온부의 열전달을 사용하게 되므로 성능계수 COP(Coefficient Of Performance)를 구할 수 있다.
- 이러한 역 카르노 싸이클은 분명 이론적인 싸이클로써 실제적인 싸이클인 경우에는 존재할 수가 없다. 첫 번째 이유는 압축 과정에 있어서 역 카르노 싸이클은 유체가 압축기 출구에서 포화상태여야 하지만 실제의 경우, 압축기로 들어가는 냉매에 액체가 포함된 것을 방지하기 위하여 약간의 과열을 시키는 것이 보통이다. 때문에 유체는 압축기 출구에서 과열되어 일이 발생한다. 또한 압축기 내부에 있어서 발열과 마찰, 그리고 열전달 등에 의하여 비가역적인 과정이므로 등엔트로피 과정일 수가 없다.
두 번째는 팽창과정도 역시 등엔트로피 팽창과정이 아닌 비가역 단열과정으로써 등엔탈피 과정이다. 때문에 이러한 역 카르노 싸이클이 존재할 수 없는 이유는 다음과 같다.
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