[기계공학]열펌프, 온도계측 실험 예비레포트

목차

① 냉동기의 원리를 설명하라

② 열펌프의 난방 작동 원리를 설명하라.

③ 팽창밸브의 원리와 구조에 대해 설명하라.
(1) 팽창 밸브
(2) 팽찰 밸브의 원리
(3) 팽창 밸브의 구조

④ 역 카르노 사이클과 실제 열펌프의 사이클의 차이점에 대해 설명하라.
(1) 역 카르노 사이클
(2) 실제 열펌프의 사이클
(3) 역 카르노 사이클과 실제 열펌프의 차이점

본문내용

① 냉동기의 원리를 설명하라

냉동기는 저열원(refrigerated space) 에 존재하고 있는 상대적으로 뜨거운 열을 고열원(warm environment) 으로 보내서 물체를 원하는 온도로 하강시켜서 냉각시키는 장치이다. 하지만 저열원에서 고열원으로의 자연 이동은 열역학 제 2법칙에 위배된다.

따라서 냉각과정에서는 반드시 외부에서 주입되는 에너지를 소모되게 되며 이때 이 에너지인 동력을 소모하여 저열원에서 고열원으로 열 이동을 유도하는데 이러한 유도과정을 하는 장치를 냉동기라 한다.

냉동기의 구성은 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 총 4개의 장치로 이루어져있다.

냉동기의 구성에 대해 구체적으로 살펴보겠다.

<중 략>

② 열펌프의 난방 작동 원리를 설명하라.

냉동기와 같이 기계적인 일을 가할 수 있으면 저온부에서 열을 빼내어 고온 물체에 방출할 수 있다. 이것은 보통의 액체용 펌프가 낮은 곳에서 높은 곳으로 물을 끌어 올리는 것과 같다고 할 수 있다. 이와 같은 열기관 사이클을 반대로 작용시켜 열을 이동시키는 것을 열펌프(Heat Pump)라고 한다. 열펌프는 냉각 및 가열 모두 작동할 수 있다.

대표적으로 많이 사용되는 형태는 압축식 열펌프이다. 압축식 열펌프는 에어컨이라고 불리는 냉방 장치의 역사이클이다. 즉, 냉방 전용의 에어컨은 실내에 설치된 실내기의 열교환기에서 열을 흡수하고 실외에 설치된 실외기의 열교환기를 이용하여 열을 방출시키는 원리이며, 열펌프는 반대로 실외기의 열교환기에서 열을 흡수하여 실내에 배치된 실내의 열교환기를 이용하여 방열시키는 원리이다.

압축식 열펌프 사이클의 기본적인 구성요소는 저온부 열교환기인 증발기, 압축기, 고온부 열 교환기인 응축기, 팽창밸브인 4개의 요소로 구성되며, 작동유체인 냉매는 증발, 압축, 응축, 팽창의 변화를 거치면서 순환한다.

참고자료

· 없음