열펌프실험

목차

[1] 실험 항목
[2] 실험 장치도
[3] 실험 방법
1. 작동(operation)
2. 유용한 자료
3. 입력 전력, 전달열 및 성적계수(COPH)의 결정의 예시
4. 전열 매체와 전달 온도의 범위에 대한 열펌프 성능 곡선의 작성
5. 증기 압축 사이클의 압력-엔탈피 선도(P-h diagram)를 그리고, 이상 사이클(Ideal cycle)과 비교
6. 기화 및 응축 온도가 변할 때의 R-12의 상태량들에 기초한 열펌프 성능 곡선의 작성
[4] R-12의 P-h 선도

본문내용

유량을 중간 밸브에 맞춘다. 스위치를 켜고 장치를 안정화시킨다.
(2) 관찰
Specimen
Exp.Data
1
2
3
avg.
R-12 Pressure
at compressor suction
P1[kN/m2]
320
-
-
-
-
R-12 Pressure
at condenser outlet
P3[kNm-2]
950
-
-
-
-
R-12 Temperature
at compressor suction
t1[℃]
13.0
-
-
-
-
R-12 Temperature
at compressor delivery
t2[℃]
72.0
-
-
-
-
R-12 Temperature
at condenser outlet
t3[℃]
28.5
-
-
-
-
R-12 Temperature
at expansion valve outlet
t4[℃]
6.0
-
-
-
-
(3) 결과
다음과 같이 가정한다.
가) 응축기를 통과할 때의 압력 강하는 그리 크지 않다. 따라서 P2 P3
나) 교축 과정인 3-4는 등엔탈피 과정이다. 따라서 h3 h4
상태점의 위치
가) P1 = 320 kN/m2, t1 = 13℃. (h1 = 196 kJ/kg, v1 = 10-1.25 = 0.056m3/kg)
나) P2 = 950 kN/m2, t2 = 72℃. (h2 = 228 kJ/kg, v2 = 10-1.67 = 0.021m3/kg)
다) 등엔트로피 압축 가정 s1 = s2s, h2s = 217 kJ/kg
라) P3 = 950 kN/m2, t3 = 28.5℃. (h3 = 63 kJ/kg)
마) t4 = 6℃, h4 = h3
바) P4 = 320 kN/m2, h4 = h3
6. 기화 및 응축 온도가 변할 때의 R-12의 상태량들에 기초한 열펌프 성능 곡선의 작성
(1) 과정
1) 열원으로 물을 선택하고 유량은 최대로 한다.
2) 응축수의 유량을 크게 하고 스위치를 켠다.
3) 안정화되었을 때 응축기 압력(P2)과 기화 온도(t4)를 기록하고 관찰한다.
4) 응축기의 유량을 줄여 응축기 압력이 100 kN/m2 까지 증가하게 한다. 안정화되었을 때 다시 관찰을 반복하여 행한다.
5) 이러한 실험은 또 다른 일정 온도 t4에서 행해질 수 있다.
(2) 관찰
(3) 계산 (test 3에 대하여)
P1 = 245 + 101 = 346 kN/m2
P2 = 830 + 101 = 931 kN/m2
P-h 선도로부터
h1 = 200 kJ/kg
h2 = 229 kJ/kg
h3 = h4 = 64 kJ/kg
증발 온도 (t4) = 6.8 ℃
응축 온도 (tsat at 930 kN/m2) = 39℃
응축기에서의 열전달
=
(이것은 R-12로부터 응축수로 전달되는 양이다.)
성적계수
등엔트로피 압축의 이상 사이클의 성적계수와 위의 결과를 비교해 보는 것은 흥미 있는 일이다.
P-h 선도로부터
h1 = 200 kJ/kg
h2 = 218 kJ/kg
h3 = h4 = 64 kJ/kg
성적계수가 크게 다른 것은 압축기와 전동기 등에서의 다양한 손실에 따른 것이다.
[4] R-12의 P-h 선도

키워드

P-h 선도,   열펌프,   Heat pump,   보고서,   실험,   기계,   고찰