공기조화성능실험

목차

1. 실험개요
2. 실험 목적
3. 기초 이론
4. 실험 장치 및 방법
5. 실험 결과
6. 고찰
7. 결론

본문내용

방 장치의 압력(응축기, 증발기), 온도(응축부 출구, 증발기 입구, 증발기 출구)를 기록한다.
실험장비 사진
5. 실험 결과
① 습구 온도 강하에 대한 풍속의 영향 실험
실험 1
1단계
2단계
3단계
4단계
manometer(mmH2O)
0.16
0.62
1.1
2.4
velocity(m/s)
0.149
0.273
0.364
0.496
D
dbt (C)
21.4
21.0
21.2
21.5
wbt (C)
15.9
15.5
15.7
16.1
R.H (%)
54.8
55.4
54.6
55.2
G
dbt (C)
20.9
21.0
21.2
21.3
wbt (C)
15.6
14.0
12.8
12.5
R.H (%)
49.6
46.5
41.4
37.2
습구온도 강하량
0.3
1.5
2.9
3.6
Manometer(mmH2O)가 0.16
속도 = 실풍량 / 덕트면적(0.2541m²)
<보간법 사용>을 사용하면
Manometer(mmH2O)가 0.62
Manometer(mmH2O)가 1.1
Manometer(mmH2O)가 2.4
그래프
※ 실풍량 , Manometer의 관계
경사 마노메타의 눈금
실풍량
단위
mmH2O
1
0.2
170
2
0.4
195
3
0.6
245
4
0.8
290
5
1.0
320
6
1.6
400
7
2.2
465
8
3
525
② 공기 가열 실험
실험 2
1 KW
Test No
1
2
manometer(mmH2O)
0.32
1.1
air mass(kg/s)
0.062
0.111
D
dbt (C)
25
24.5
wbt (C)
18.6
18.4
R.H (%)
55
55
h (kJ/kg)
0.220
0.214
moisture (kg/kg)
0.010887
0.010561
G
dbt (C)
32.5
36
wbt (C)
21.7
24.6
R.H (%)
40
39.5
h (kJ/kg)
0.266
0.308
moisture (kg/kg)
0.012255
0.014761
첫 번째
<보간법 사용>
두 번째
③공기 냉각 실험
실험 3
Low R.H
manometer(mmH2O)
0.5
air mass (kg/s)
0.0744
R-22 flow rate (l/min)
22.2
cond. out
P(bar)
12
T(C)
32
h(kJ/kg)
237.944
evap. in
T(C)
-9
evap. out
P(bar)
3
T(C)
-9
h(kJ/kg)
401.913
heat lost by air (kW)
11.955
heat gain by R-22 (kW)
71.683
냉동기 성적계수
5.489
< air mass(kg/s) 계산 과정 >
<보간법 사용>
▶ Heat lost by air = air mass x (h3-h1)
0.073 x (237.744-401.713) = 11.955kW
※ h3,h1은 교재(냉동 및 공기조화) 부록 표 A-6, 보간법을 이용
▶ Heat gain by R-22(kW) = R-22 mass x (h1-h4)
「냉매22가 3000oC 상온에서 밀도가 1183kg/m3이므로」
▶ 이론적 냉동기 성적계수
6. 고찰
첫번째 실험은 풍속에 의한 습구온도의 변화를 관찰하는 실험이었다. 실험 결과를 그래프해서 보니 4번째 실험에서 습구온도가 올라갔지만, 전체적으로 보았을 때 풍속이 빠르면 습구온도가 내려가는 것이 관찰되었다. 이것으로 보아 풍속이 빠르면 물의 증발이 많아지는 것을 알 수 있었다. 우리가 빨래를 널어놓았을 때 바람이 불면 빨래가 더 빨리 마르는 것이 이 실험의 한 예라고 볼 수 있다.
두번째 실험은 공기 가열기를 통과하는 공기의 상태를 관찰하는 실험이었다.
마지막으로 세번째 실험은 공기를 응축기와 증발기를 통과시키면서 냉각되는 현상을 보는 실험이었다. 실험 결과를 통해 냉각기의 성적계수를 구해 보았는데 이상적 성적계수와 이론적 성적계수와의 차이가 많이 나 오차가 크게 발생하였다. 오차의 원인은 앞의 오차해석에서 언급하였다.
또한 이상적 성적계수는 각 과정에서 실제의 경우와 다르게 공기 중에 노출되어 있지 않다고 가정하기 때문이다. 실제의 경우에는 공기 중에 노출되기 때문에 정확한 가역과정이라 할 수 없어서 이론적 성적계수와 오차가 발생한다.
(2) 표준 P-h 선도와 실제 P-h선도의 그래프 비교하기
< 이상적 T-s선도 > < 실험 T-s선도 >
왼쪽이 우리가 열역학 시간에 배운 이상적인 T-s선도이고, 오른쪽이 이번 실험 데이터를 사용해
나타낸 실험 T-s선도이다. 양 선도 간에 차이가나는 모습을 볼 수 있는데, 이는 공기가 정상상태가 되기 전에 측정하였기 때문에 이상적 형태와 차이가 많이 나므로 두 선도의 모양이 다르게 나타났다고 할 수 있다.
▶ 냉동기의 성적계수에 대한 오차해석
냉동기의 이상적 성능계수와 이론적 성능계수의 오차를 구해보았다. 오차는 무려 89.85%,
85.29%의 오차가 발생했다. 오차가 발생한 이유는 다음과 같다.
- 실험을 통해 데이터 값을 구할 때 시간이 넉넉하지 않아 건구온도나 상대습도를 측정할 때 정상상태에 도달하지 않은 시점에서 측정을 하였다고 유추.
- 습도 도표를 통해 습구온도, 습도, 엔탈피를 구할 때 정확한 지점에서 값을 구한 것이 아니라 어림잡아 값을 구하였기 때문에 의한 오차가 발생 유추.
- R-22의 특성표를 이용하여 엔탈피와 엔트로피를 구하였는데 표를 통해 보간법을 이용하여 값을 구하였는데 보간법이 정확한 것이 아니기 때문에 이것이 의한 오차가 발생 유추
7. 결론
처음 실험은 풍속에 의한 습구온도의 변화를 관찰하는 것이었다. 실험 결과풍속이 증가하면 습구온도가 감소하는 것을 알 수 있었다. 두 번째 실험은 공기를 가열기에 통과시켰을 때의 상태를 관찰하는 실험이었다. 이 실험을 통하여 습도와 건구온도와 엔탈피와 습구온도와의 관계를 알 수 있었다. 세 번째 실험에서는 공기를 응축기에 통과시키면서 공기가 냉각되는 상태를 관찰하였다. 실험결과를 통하여 냉각기의 성적계수를 구할 수 있었는데, 이상적인 성적계수와 이론적인 성적계수와는 다소 차이가 있었다. 이상적인 실험환경이 아니었기 때문에 이론적 성적계수와 오차가 생긴 것 같다. 다소 어려웠던 실험인만큼 얻는 것이 많은 실험이었다.

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