냉동공학 - 증기압축 1단압축 냉동사이클에 열교환기와 액분리기가 있는 경우

냉동공학 - 증기압축 1단압축 냉동사이클에 열교환기와 액분리기가 있는 경우

의 계통도와 Ph선도입니다.

열교환기는 응축기와 팽창밸브 사이에 있습니다.

액분리기는 증발기와 압축기 사이에 있습니다.

 

열교환기는 말 그대로 열교환을 해줍니다.

액분리기는 증발기에서 나오는 냉매액을 압축기로 넘어가지 않게 해주는 역할을 해줍니다.

 

열교환기와 액분리기가 있을 때는 열평형으로 문제를 풉니다.

 

열평형은 두 군데에서 일어납니다.

   '열교환기' 와

   '압축기 직전'

입니다.

 

일단, 열교환기와 액분리기가 있을 때의 각 구간에서 냉매순환량을 알아보겠습니다.

 

1. 각 구간에서 냉매순환량

G는 전체 냉매순환량입니다.

Gg는 냉매증기의 냉매순환량입니다.

G0은 냉매액의 냉매순환량입니다.

(뒤에도 나오지만, 9->1에서의 냉매상태는 냉매증기입니다. 하지만 G0만큼의 냉매순환량을 가지고 있습니다.)

G=Gg+G0입니다.

 

이를 Ph선도로 나타내면 이렇게 됩니다.

 

1-1 냉매순환량 G

액분리기 직전(6 직전)까지 전부 다 냉매순환량G입니다.

 

그 후 액분리기 안에서 G가 냉매증기 Gg, 냉매액G0으로 나뉘게 됩니다.

 

 

1-2 냉매순환량 Gg

액분리기6에서 압축기로 향하는 7까지는 냉매순환량 Gg입니다.

압축기로는 냉매증기만 들어가야 하기 때문에, 액분리기에서 증기를 따로 빼준겁니다.

 

 

1-3 냉매순환량 G0

일단 몰리엘선도부터 봐야 합니다.

임계점을 기준으로,

왼쪽에 있는 포물선은 포화액선이고, 오른쪽에 있는 포물선은 건포화증기선입니다.

포화액선 왼쪽은 전부 액상태입니다.

건포화증기선 오른쪽은 전부 증기상태입니다.

그 사이는 액과 증기가 공존한 상태입니다.

 

액분리기 8부터 열교환기를 지나 압축기로 향하는 9까지 전부 냉매순환량 G0값입니다.

열교환기 8->9구간은 냉매액이 냉매증기가 되는 잠열변화가 일어나게 됩니다.

그래서 Ph선도가 저런 모양이 되는 것입니다.

구간 8에서는 냉매액상태의 냉매순환량 G0값

구간 9에서는 냉매증기상태의 냉매순환량 G0값이 됩니다.

 

 

2. 열평형

열평형은 열교환기와, 압축기 직전에서 일어납니다.

 

2-1 열교환기 열평형

열교환기에서 일어나는 열평형입니다.

열전달이론에 의해 둘의 열량은 같습니다.

 

 

2-2 압축기 직전 열평형

압축기 직전에서 일어나는 열평형입니다.

구간 7과 구간 9가 만나 1이 되면서 열이 평형상태가 됩니다.