제습 냉방 ㆍ제습 공조 (Desiccant Cooling System)
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소개글

제습 냉방 ㆍ제습 공조 (Desiccant Cooling System)에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

정과정의 열정산에 활용될 수 있느냐 여기서 하고자 하는 제습 공조의 원리를 이해하는 데는 다음그림에 나타나 있는 대기의 온도에 따른 포화 증기압선을 이해하는 것이 수월할 것입니 다. 즉 대기가 어떤 온도에 있을 경우 그 대기가 최대로 가질 수 있는 수증기량을 나타내고 있는 선으로 온 도가 높을수록 포화증기압을 커지게 됩니다.
위에 그림처럼 주어진 압력에서 온도 변화에 따른 수증기의 포화선을 나타내고 있습니다. 습공기가 포화선 상에 있으면 공기가 포화되었음을 나타내고, 이 포화선의 오른쪽은 과열 증기 상태를 나타내며, 이 과열증 기 상태의 공기를 정압과정으로 냉각하면 포화선에 도달하여 응축이 일어나게 됩니다. 즉 여기서 온도가 내 려가면 수증기는 액체로 응축된다는 것을 의미하게 됩니다. 포화선의 오른쪽 공기는 비포화상태입니다. 만 약에 어떤 공기의 상태가 포화선에 도달해야만 응축이 시작되므로 그 때에 그 공기는 노정온도를 갖는다고 말합니다.
그렇다면 공기의 상태변화과정을 선도상에 그려보면 변화과정을 이해하는데 도움이 될 것입니다. 선도상에 그려봄으로써 과정간의 온도, 습도비, 엔탈피 등 중요한 상태량의 변화를 결정할 수 있기 때문입니다. 습도 비, W는 1kg의 건공기에 포함되어 있는 수증기의 질량릉 표시합니다. 습도비, 엔탈피, 비체적 등은 1kg의 건공기를 기준으로 삼고 있습니다. 건공기와 수증기의 혼합물인 습공기의 엔탈피는 건공기의 엔탈피와 수증 기의 엔탈피를 합친 것과 같습니다. 건공기의 엔탈피 값은 0℃일 때 0으로 합니다. 수증기는 0℃의 포화수 값을 기준으로 하여 0으로 하므로 증기표로부터 같은 온도에서 값을 찾을 수 있습니다. 습공기의 엔탈피는 다음과 같습니다.
통상 포화 증기의 엔탈피는 건조한 공기의 엔탈피보다 온도에 따라 다르지만 통상 수십 배 정도 큽니다. 따라서 습공기의 습도비가 습공기의 엔탈피를 결정하는 주요한 인자가 되게 됩니다.
다음의 몇 가지 기본과정을 통해 제습공조에 대해 설명하겠습니다.
1) 현열가열 및 냉각과정은 공기의 건구온도 변화에만 따른 열전달 현상으로 다음 그림과 같이 습도비의 변 화는 없고 건구온도의 변화만 나타내고 있습니다. 이 때 엔탈피는 습공기의 온도변화에 따라 증감합니다.
2) 단열가습 및 비 단열가습과정은 단열 및 열이 가해지는 가습과정이 있습니다. 습공기의 엔탈피는 습공기 의 온도와 그 온도에서의 포화 증기의 엔탈피와의 합이므로 가습할 경우 습도비는 증가하지만 습공기의 온 도는 가습되는 습기의 온도에 따라 증감하므로 습도비의 증가가 꼭 엔탈피의 증가로 이어지는 것은 아니게 됩니다. 단열 가습인 경우 엔탈피가 일정하므로 가습인 경우 습도비의 증가로 수증기의 엔탈피가 증가하므 로 대신 습공기의 온도가 감소하여 엔탈피를 일정하게 유지하게 됩니다.
3) 냉각과 감습 과정은 다음 그림과 같이 건구온도와 습도비가 함께 감소하게 됩니다. 냉각 감습 코일에서 이 과정이 일어나게 됩니다. 냉각과 감습 과정에서의 냉동능력은 킬로와트로(kw)입니다.
매 초당 질량에 엔탈티 변화를 곱하기 하여 냉동능력을 구하게 되는데, 이 경우 냉각에 의한 습공기의 온 도 감소와 습도비의 감소로 습공기 전체 엔탈피는 무조건 저하되게 됩니다.
4) 화학적 감습 과정은 다음 그림과 같이 공기 중의 수증기는 흡습성의 물질에 흡수가 됩니다. 열적으로 단 열되었다면 근본적으로는 엔탈피가 일정하게 되고 습도비가 줄어들게 되어 공기의 온도는 올라가게 됩니 다.
5) 혼합과정은 공기조화에서 보편적으로 일어나는 두 과정으로 두 공기의 흐름을 혼합하는 것입니다. 그래 서 혼합된 공기의 열평형과 질량평형이 나오게 됩니다.
위 두식에서 살펴보면 혼합기의 엔탈피와 습도비는 혼합전의 엔탈피와 습도비의 질량에 대한 평균값입니다. 혼합 후의 온도와 습도비가 공기조화 계산에 많이 이용되게 되고 이것은 혼합 전의 상태를 나타내는 두 점을 직선으로 연결하여 질량에 의한 비례로써 혼합후의 개략적인 상태를 결정하게 됩니다. 또한 그림에서 보듯이 직선의 길이의 비는 유량의 비와 같습니다. 여기에 대한 실제와의 오차는 습공기의 비열변화에 의한 것으로 간주되며 대개 1%미만으로 됩니다.
건조제에 의한 제습 및 재생의 원리를 액체건조제의 경우를 이용하여 설명하면 다음과 같습니다. 액체 건조 제가 공기 중의 수분을 흡수하는 원리는 접촉하는 주위 공기의 수증기 분압과 액체 건조제 표면의 증기압력 사이의 상대적인 크기에 의해 조절됩니다. 액체건조제 표면의 증기 압력이 이와 접촉하는 주위공기의 수증기 분압과 액체건조제 표면의 증기압력사이의 상대적인 크기에 의해 조절됩니다. 액체건조제 표면의 증기압력이 이와 접촉하는 주위공기의 수증기 분압보다 작을 경우 제습이 일어나게 되며 이때 공기중의 수분을 흡수한 제습용액은 묽어지게 됩니다. 이와 반대로 제습용액 표면 증기압이 이와 접촉하는 주위 습공기의 수증기 분 압보다 커지게 될 경우 용액에 포합되어 있는 수분을 습공기중으로 방출하게 되어 용액이 재생되는 것입니 다.
그러나 이번그림에서 보듯이 액체 건조제용액(TEG수용액)의 증기압력과 주위공기의 수증기 분압차를 예를 들어 비교한 것입니다. 예를 들면 온도 30℃에서 상대습도 65%의 습공기의 수증기분압이 TEG용액 85% 일 때 의 증기압보다 크므로 습공기중의 수분이 TEG용액으로 흡수되어 제습이 일어나게 되고 반대로 상대습도 수분이 TEG용액으로 흡수되어 제습이 일어나게 되고 반대로 상대습도 65%의 습공기의 수증기 분압이 TEG 용액 50%일 때의 증기압보다 작으므로 용액의 수분을 습공기 중으로 방출하여 재생이 일어나게 됩니다.
동일한 습 공기에 대해 용액의 온도가 낮아질수록 85% TEG용액의 증기압이 낮아져 증기압차가 커지게 되 어 더 많은 양의 제급이 이루어지게 되고 동일한 습 공기에 대해 용액온도가 높아질수록 50% TEG 용액의 증기압이 더욱 높아져 습공기와의 증기압차는 커지게 되어 더 많은 양의 재생이 일어나게 됩니다. 이와 같이 건조제는 온도와 농도의 함수관계에 따라 제습과 재생을 반복하므로 요소기기 및 제어시스템을 통한 시스템 구성을 통해 제습냉방시스템의 작동유체로 사용될 수 있습니다.
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  • 페이지수10페이지
  • 등록일2009.05.17
  • 저작시기2009.5
  • 파일형식한글(hwp)
  • 자료번호#535581
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