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설명

냉동의 원리
일반적으로 물체에서 열을 빼앗아 그 물체의 온도가 하강하는 것을 냉각(cooling)이라하고, 냉각범위 물체의 온도를 대기온도 이하로 낮추는 것을 냉동이라 한다. 따라서 냉동을 하려면 특별한 장치를 필요로 하며, 그것을 냉동기라 부른다.

1. 냉동의 방법
현재 사용하고 있는 냉동의 방법에는 (1) 융해열을 이용하는 방법,(2) 승화열을 이용하는 방법, (3) 증발열을 이용하는 방법, (4) 압축 기체의 팽창을 이용하는 방법, (5)펠티어(peltier)결과 를 이용하는 방법 등이 있다. 펠티어 결과 란, 서로 다른 두 금속의 도체선의 양 끝을 접합하고 이들 회로에 직류전류를 흐르게 하면 한쪽의 접점에서는 발열이 일어나고, 다른 쪽 접점에서는 흡열이 일어나는 현상을 말한다. 이 현상을 이용하는 냉동법을 열전 냉동이라고도 한다.
① 자연냉동 : 융해, 승화, 증발 등의 자연현상에 의한 흡열작용을 이용하여 냉동② 기계냉동 : 기계적인 일과 열에너지를 소비하여 ...

냉동의 원리
일반적으로 물체에서 열을 빼앗아 그 물체의 온도가 하강하는 것을 냉각(cooling)이라하고, 냉각범위 물체의 온도를 대기온도 이하로 낮추는 것을 냉동이라 한다. 따라서 냉동을 하려면 특별한 장치를 필요로 하며, 그것을 냉동기라 부른다.

1. 냉동의 방법
현재 사용하고 있는 냉동의 방법에는 (1) 융해열을 이용하는 방법,(2) 승화열을 이용하는 방법, (3) 증발열을 이용하는 방법, (4) 압축 기체의 팽창을 이용하는 방법, (5)펠티어(peltier)결과 를 이용하는 방법 등이 있다. 펠티어 결과 란, 서로 다른 두 금속의 도체선의 양 끝을 접합하고 이들 회로에 직류전류를 흐르게 하면 한쪽의 접점에서는 발열이 일어나고, 다른 쪽 접점에서는 흡열이 일어나는 현상을 말한다. 이 현상을 이용하는 냉동법을 열전 냉동이라고도 한다.
① 자연냉동 : 융해, 승화, 증발 등의 자연현상에 의한 흡열작용을 이용하여 냉동② 기계냉동 : 기계적인 일과 열에너지를 소비하여 저온 물체로부터 열을 흡수하고, 고온영역으로 열을 방출하는 것이다.

2. 냉동기의 원리
냉동을 하는데는 여러 방법이 있으나 냉동장치는 증발하기 쉬운 액체를 증발시켜 그 잠열을 이용하는 방법이 이용된다된다. 주요 부분으로는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기로 구성되며 냉동장치 안에는 증발하기 쉬운 냉매가 봉입되어 있다.

① 압축기(compressor) : 증발기로부터 증발된 냉매증기를 압축시켜 응축기로 보낸다.② 응축기(condenser) : 압축기로부터 나온 고온ㆍ고압의 가스냉매를 물 또는 공기로 냉각시켜 응축시킨다.③ 팽창밸브(expansion valve) : 팽창밸브의 역할은 적정량의 액체냉매를 저압의 증발기측으로 보내고, 고압 냉매는 팽창밸브를 통과하는 사이에 급격히 저온ㆍ저압의 습증기로 된다된다.④ 증발기(evaporator) : 냉동목적을 달성할 수 있는 곳으로서 냉매는 여기서 열을 얻어 증발하고 주위는 저온으로 된다된다.

3. 냉동기의 성적계수 및 냉동능력 …(생략)

과정 1 → 2 : 정압증발과정(열량Q₂kcal를 흡수)
과정 2 → 3 : 단열압축 과정(등 엔트로피 變化(변화))
과정 3 → 4 : 정압 응축과정(열량Q₁kcal를 방열)
과정 4 → 1 : 교축 팽창과정(등 엔탈피 變化(변화))
그림 8-2 증기 압축 냉동 사이클의 압력(p) - 엔탈피(h) 선도

① 증발기에서 냉매 1kg이 흡수하는 열량(q₂kcal/kg) q₂〓 h₂- h₁ 여기서, h₁,h₂: 각각 증발기 입ㆍ출구의 엔탈피이다. 증발기에서의 흡수열량을 냉동결과 라 한다.
② 압축에 필요한 일( AW kcal/kg) AW 〓 h₃- h₂ 여기서,h₂,h₃: 압축기 입구와 출구에서의 엔탈피
③ 응축기의 방열량 ( q₁ kcal/kg) q₁ 〓 h₃- h₄ 팽창 밸브에서는 등엔탈피 變化(변화)를 하므로 h₄〓 h₁이 된다된다.
④ 성적계수(coefficient of performance) :ε 증발기에서 흡수하는 열량 q₂와 압축소요일 Aw와의 비를 말한다.


1. 압축기(compressor)
압축기는 저압의 증발기로부터 냉매 가스를 흡입하여, 그 압력을 응축 압력까지 높이는 작용을 한다. 현재 사용하는 압축기의 기본 형식에는 왕복식, 로터리식, 스크로우식, 원심식 등이 있다. 또한 압축단의 수, 압축 행정의 수, 실린더의 수 및 그 배열에 따라서 여러 가지로 분류한다.
그림 8-6 압축기

2. 응축기 (condenser)
응축기는 압축기를 빠져나온 고온ㆍ고압의 냉매 가스를 냉각하고 응축시키는 열교환기이다. 냉각방법으로는 수랭식, 공랭식, 증발식의 3종류가 있다.
①수랭식 응축기
수평형의 셀엔드 튜브(cell and tube)식이 널리 사용되고 있다. 튜브에 냉각수를 보내고, 냉매 가스를 상부에서 유입시키면 하부에 액체가 고이게 된다된다.
②공랭식 응축기
핀코일(fin coil)에 냉매를 보내고 그 외부에 송풍기로 바람을 보내어 냉각하는 방법이다. 주로 소형 냉동기에 사용된다된다. 물을 필요로 하지 않

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