[열역학 10] 냉동 사이클

1.냉동기와 열펌프

 

  1.1.냉동기

 

    1)저열원에서 흡수한 열을 외부에서 일을 받아 고열원으로 방출하는 기관

 

    2)저열원의 온도를 낮출 목적으로 제작된 기계이다

 

    3)냉동기의 효율은 성적계수(성능계수)를 통해 나타내며 저열원에서 흡수한 열과 공급받은 일의 비로 나타낸다

 

    4)냉동기 성적계수 ε2 = Q2(저열원에서 흡수한 열량)/W(외부에서 공급받은 일) = Q2/(Q1-Q2)

 

 

  1.2.열펌프

 

    1)냉동기와 시스템은 같으나 고열원의 온도를 높일 목적으로 제작된 기계이다

 

    2)열펌프의 성적계수 ε1 = Q1(고열원으로 방출하는 열량)/W(외부에서 공급받은 일) = Q1/(Q1-Q2)

   

    3)ε1과 ε2의 관계 : ε1 = 1+ ε2 // 열펌프 성적계수 = 냉동기 성적계수 + 1

 

 

 

2.냉동 사이클

 

 

  2.1.역카르노 사이클

 

    1)카르노 사이클의 역순서로 작동하는 사이클로써 가장 이상적인 냉동 사이클이다

 

    2)작동순서 : 단열팽창 => 등온팽창 => 단열압축 => 등온압축

 

 

 

  2.2.역브레이턴 사이클

 

    1)브레이턴 사이클의 역순서로 작동하는 사이클로써 동작유체가 공기이다

 

    2)작동순서 : 단열팽창 => 정압흡열 => 단열압축 => 정압방열

 

 

 

  2.3.증기냉동 사이클

 

    1)액체상태의 냉매를 교축팽창시켜 저압으로 만든 후 증발기에서 열을 흡수하여 압축기로 빼고 압축일을 가하여

 

      과열 증기를 만든 후 증발기를 통해 열을 방출시킨다

 

    2)작동순서 : 단열압축(압축기) => 정압방열(응축기) => 교축팽창(팽창밸브) => 정압흡열(증발기)

 

    3)냉매의 상변화(기체>액체, 액체>기체)를 이용하므로 냉매는 상변화가 쉽게 일어나야 한다

 

[오타수정] 3번째 그래프 P-s가 아니라 P-h 선도입니다

 

 

 

  2.4.냉동능력 (냉동톤)

 

    1)단위시간당 흡수하는 열량으로 1냉동톤(1RT)은 섭씨 0도 1톤의 물을 24시간 동안 섭씨 0도 얼음으로 만들 수 

 

     있는 능력을 말한다

 

    2) 1RT = 3320kcal/hr = 13900 kJ/hr