Transcript EFM 속도를 최대로 했을 때의 주기

Expansion Valve Pressure,
Evaporator Fan Motor Load
변화에 따른 성능 실험
(가)반 2조
김유석 : 20011560
김상서 : 20021542
이환희 : 20031703
김한웅 : 20031597
목차
I
실험 목적
II
실험 장비
III
실험 방법
IV
결과 및 분석
V
결론
I. 실험 목적
• 온도 제어 회로 구성 및 자동 팽창밸브나
모세관이 아닌 수동 팽창 밸브의 조작으로
인하여 증발기의 압력을 조정하여 표준 냉
동 사이클의 이론을 검증하고 냉동 사이클
의 변화를 연구
• 증발기 팬 모터의 속도 변화에 따라 표준
냉동 사이클에서 어떠한 변화가 일어나는
지에 대해 연구
II. 실험 장비
III. 실험 방법
• 온도제어 스위치 회로 구성
III. 실험 방법
실험조건
1) 증발기 출구에서의
설정온도 : -5℃
2) 온도편차 : 5℃
3) 냉동기 운전 범위 :
-10℃ ～ 0℃
실험순서
1) 팽창밸브 압력
EFM 속도 ↑
2) 팽창밸브 압력
EFM 속도 ↓
3) 팽창밸브 압력
EFM 속도 ↑
4) 팽창밸브 압력
EFM 속도 ↓
↑↑↓-
↓-
IV. 결과 및 분석
온도 분석
☆ 전체 그래프에서 보면 주기적인 양상을
100
보임
Temp.(℃)
80
☆ 외기온도와 출구온도는 거의 일정한
60
온도 유지
40
☆ 나머지 부분
20
일정한 주기로 진동
0
1
3
5
7
9
11
13
15
☆ 압축기 출구, 응축기 입구의 온도
-20
상대적으로 고온
Time(min)
comp in
cond in
exp.v in
eva out
Out T
comp out
cond out
eva in
room in
☆ 냉동작용은 멈추고 열교환이 일어나 온도
상승
☆ 다시 온도가 설정 온도보다 높아지면
냉동기가 작동
IV. 결과 및 분석
압력 분석
12
Press.(bar)
10
8
6
☆ 전체적으로 일정 주기를 보이며
고압부와 저압부 2부분으로 나뉨
4
2
0
1
3
5
7
9
11 13 15
Time(min)
comp in
cond out
comp out
eva in
☆ 압력의 변화는 압축기가 작동할 때
는 증발기 팬이 작동을 하지 않음
IV. 결과 및 분석
엔탈피 분석
Enthalpy(kJ/kg.K)
500
400
☆ 전체적인 엔탈피 차이
크게 차이 나지않음
300
200
☆ 증발기 입구에서의 엔탈피
100
약간 진동 한다
☆ 응축기 출구와 eva in에서
0
1
3
5
7
9
11 13
15
Time(min)
comp in
cond in
exp.v in
eva out
엔탈피의 값이 낮게 분포되는
것을 알 수 있음
comp out
cond out
eva in
IV. 결과 및 분석
열교환량 분석
250
Enthalpy(kJ/kg.K)
☆ 일정한 주기를 가지고 진동
200
☆ Aw, qf는 낮고
150
엔탈피가짐
나머지는 높은
100
☆ 압축기가 일을 할 때 냉동효과
50
적어진다
0
1
3
5
7
9
11 13 15
압축기가 일을 하지 않을 때 냉동효과
Time(min)
높아진다
qw
Aw
qc
qr
qf
IV. 결과 및 분석
C.O.P 분석
5
☆ 열교환량이 주기적으로 바뀌기 때문에
COP도 일정한 주기를 가지고 진동함!!
4
3
☆ 평균적으로 약 4 정도의 성능계수를
나타냄!!
☆ 압축기의 열교환량, 증발기의, 열교환량
2
1
서로 대칭으로 진동
0
1
3
5
7
9
Time(min)
11 13 15
C.O.P도 진동!!
IV. 결과 및 분석- 증발기 팬 속도의 변화
온도 변화
※ EFM 속도 최소
80
80
60
60
40
40
Temp.(℃)
Temp.(℃)
※ EFM 속도 최대
20
0
20
0
1
3
5
7
9
11
13
15
-20
1
3
5
7
9
11
13
15
-20
-40
-40
Time(min)
comp in
cond out
eva out
comp out
exp.v in
room in
Time(min)
cond in
eva in
Out T
comp in
cond out
eva out
comp out
exp.v in
room in
cond in
eva in
Out T
☆ 압력은 고압으로 똑같게 하고 EFM 세기를 다르게 할 경우..
강하게 할 경우가 약하게 할 때보다 온도 변화 주기가 짧아짐!!
☆ Room 온도의 경우에도 EFM 세기를 최대로 했을 때..
온도차가 더 적어짐!!.
IV. 결과 및 분석- 증발기 팬 속도의 변화
압력 변화
※ EFM 속도 최소
12
12
10
10
Press.(bar)
Press.(bar)
※ EFM 속도 최대
8
6
4
2
0
-2 1
8
6
4
2
0
3
5
7
9 11 13 15
-2 1
Time(min)
comp in
cond out
3
5
7
9 11 13 15
Time(min)
comp out
eva in
comp in
cond out
comp out
eva in
☆ 전체적인 값은 비슷!!
☆ But 주기에 있어서 팬 속도를 빠르게 했을 경우
주기가 더 빠름!!
IV. 결과 및 분석- 증발기 팬 속도의 변화
엔탈피 변화
※ EFM 속도 최소
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Enthalpy(kJ/kg.K)
Enthalpy(kJ/kg.K)
※ EFM 속도 최대
1
3
5
7
9
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
1
11 13 15
comp out
exp.v in
5
7
9
11 13 15
Time(min)
Time(min)
comp in
cond out
eva out
3
cond in
eva in
comp in
cond out
eva out
comp out
exp.v in
cond in
eva in
☆ 전체적인 값은 비슷!!
☆ But 주기에 있어서 속도를 최대로 했을 경우
.
변화주기가 더 빠름!!
IV. 결과 및 분석- 증발기 팬 속도의 변화
C.O.P 변화
※ EFM 속도 최소
※ EFM 속도 최대
7
5
6
4
5
3
4
2
3
2
1
1
0
0
1
3
5
7
9
11 13 15
1
Time(min)
5
7
9
11 13 15
Time(min)
☆ EFM 속도를 최대로 했을 때의 주기
☆ 추세선을 이용해 비교
3
규칙적인 양상
속도를 최소로 했을 때가 COP가 더 좋아짐
IV. 결과 및 분석- 팽창밸브 압력의 변화
온도 변화
※ 팽창밸브 압력 최소
100
100
80
80
60
60
Temp.(℃)
Temp.(℃)
※ 팽창밸브 압력 최대
40
20
40
20
0
0
1
3
5
7
9
11
13
1
15
-20
-20
-40
-40
3
comp out
exp.v in
room in
7
9
11
comp in
cond out
eva out
cond in
eva in
Out T
comp out
exp.v in
room in
☆ 압력을 높였을 때 전체적인 시스템
∙ 온도
13
15
Time(min)
Time(min)
comp in
cond out
eva out
5
높아짐!!
∙ 주기
빨라짐!!
☆ 압력을 최소로 했을 때 증발기 전 후의 온도차이가 확연히 드러남!!
☆ 증발기 입구와 출구부분
냉매량이 많다
증발기 전후 온도차이가 큼!!
열교환이 더 잘됨
cond in
eva in
Out T
IV. 결과 및 분석- 팽창밸브 압력의 변화
압력 변화
※ 팽창밸브 압력 최소
12
12
10
10
Press.(bar)
Press.(bar)
※ 팽창밸브 압력 최대
8
6
4
2
6
4
2
0
0
-2 1
8
3
5
7
9
11 13 15
3
5
7
9
11 13 15
Time(min)
Time(min)
comp in
cond out
-2 1
comp out
eva in
comp in
cond out
comp out
eva in
☆ 팽창밸브 압력조절 했을 때도 전체 시스템의 압력이 다 같이 변함!!
☆ 팽창밸브의 압력을 높였을 때
시스템 전체적으로 압력이 2 bar 정도 상승!!
IV. 결과 및 분석- 팽창밸브 압력의 변화
엔탈피 변화
※ 팽창밸브 압력 최소
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
1
3
5
Enthalpy(kJ/kg.K)
200
Enthalpy(kJ/kg)
Enthalpy(kJ/kg.K)
※ 팽창밸브 압력
최대
250
150
100
50
7
9
11 13 15
0
Time(min)
1
1
comp in
cond in
exp.v in
eva out
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
3
5
7
9
7 13 19 25 31 37 43 49 55 61Time(min)
comp out
cond out
eva in
Time (min)
comp in
cond out
Enth alpy 8(qe ) eva
kJ/kg
out
comp out
exp.v in
Enth alpy 9(AW ) kJ/kg
압력을 변화시켰을 때 전체 시스템의 엔탈피 변화
☆ 마지막 그래프를 통해 압력이 낮을 때
∙ 냉동 효과
11 13 15
더 높다!!
∙일
더 적게 함!!
cond in
eva in
IV. 결과 및 분석- 팽창밸브 압력의 변화
C.O.P 변화
※ 팽창밸브 압력 최소
※ 팽창밸브 압력 최대
40
35
5
4
30
25
3
20
15
10
2
1
5
0
0
1
3
5
7
9
11 13 15
1
3
5
Time(min)
7
9
11 13 15
Time(min)
☆ 열교환이 빨리 이루어지고 cycle이 빨리 반복되기 때문에 압력을
최대로 했을 때보다 덜 진동
더 안정적이다!!
☆ 압력이 낮을 때가 불규칙하지만 전체적인 성능계수는 높아진다!!
V. 결론
• EFM에 변화를 주게 되면 전체적인 값은 비슷하
지만 주기의 변화는 많이 늘어남
• 압력에 변화를 주었을 때 주기도 어느정도 변하
지만 전체적인 값이 바뀜
• 압력을 높게 해주면 C.O.P가 낮아지기 때문에
압력변화를 많이 주면 안됨
• 이번 실험과 같은 Cycle의 냉방기를 설계한다면
C.O.P가 높고 Room 온도가 좀 더 일정하게 되
는 조건인 EFM의 속도를 빠르게 하고 압력을 적
게 하는 냉방기로 설계를 해야 함
감사합니다.