HVAC 시스템 원리 설명

공기열원 히트펌프 이중공급 시스템의 원리

공기열 히트펌프의 작동 원리는 겨울철에는 냉매를 열매체로 사용하여 공기 중의 열에너지를 흡수한 후, 압축기를 이용하여 저온의 열에너지를 고온의 열에너지로 변환하여 시스템 내 순환수를 가열하는 것입니다. 여름철에는 냉매를 냉매로 사용하여 공기 중의 냉기를 흡수한 후, 압축기를 통해 고온의 열에너지를 저온의 냉에너지로 변환하여 냉동 시스템을 순환시킵니다.

와류냉동시스템의 원리

와류식 냉동 압축기는 서로 맞물리는 이중 함수 방정식 프로파일을 갖는 두 개의 이동 와류와 고정 와류로 구성됩니다. 흡입, 압축, 배기 과정에서 고정 디스크는 프레임에 고정되고, 이동 디스크는 편심축에 의해 구동되며 회전 방지 메커니즘에 의해 구속되어 고정 디스크 베이스 원의 중심을 중심으로 작은 반경 평면에서 회전합니다.

가스는 공기 필터를 통해 고정 디스크 주변으로 흡입됩니다. 편심축의 회전에 따라 가스는 고정 디스크와 고정 디스크의 융합으로 형성된 여러 개의 초승달 모양 압축실에서 점차 압축된 후, 고정 디스크 중앙 부품의 축 방향 구멍에서 연속적으로 배출됩니다.

 냉동 원리 흡수식 냉동 원리

흡수식 냉동은 환경과 대기 오존층에 무해한 물이나 암모니아와 같은 자연적으로 발생하는 냉매를 사용합니다.

열에너지를 구동 에너지원으로 사용하면 보일러 증기와 연료가 생성하는 열에너지를 활용하는 것 외에도 폐열, 폐열, 태양열 등의 저급 열에너지도 활용할 수 있어 동일한 장치에서 냉방과 난방(난방)의 이중 목적을 달성할 수 있습니다.

역 카르노 원리

역 카르노 사이클은 두 개의 일정 온도 과정과 두 개의 단열 과정으로 구성된 이상적인 가역 냉동 사이클입니다.

사이클 동안 고온 및 저온 열원은 일정하게 유지되며, 냉매와 응축기 및 증발기 열원 사이에는 열전달 온도 차이가 없습니다. 냉매는 손실을 고려하지 않고 다양한 장비를 통과합니다. 따라서 역 카르노 사이클은 가장 높은 냉동 계수를 갖는 이상적인 냉동 사이클이지만, 공학적으로 구현할 수는 없습니다.

CO2 초임계 순환

저온 저압의 CO2 냉매는 주변 환경 매체 또는 증발기에서 냉각된 물체로부터 열을 흡수하여 액체에서 저압 과열 증기로 변합니다. 저압 CO2 증기는 CO2 냉동 압축기로 들어가 단열 압축되어 고압 고온의 기체가 됩니다. 고압 고온의 CO2 가스는 공기 냉각기로 들어가 냉각 매체와 열교환을 하고 열을 방출하며 정압으로 냉각됩니다.

그런 다음, 스로틀링 장치(또는 팽창기)로 들어가 단열 스로틀링(또는 단열 팽창)을 통해 저압, 저온의 습증기를 생성합니다. 저압, 저온의 CO2 액체는 증발기로 다시 들어가 정압 열 흡수 및 증발을 통해 냉각 매체의 온도를 낮추고 냉각 용량을 생성합니다. 이러한 방식으로 사이클을 반복하여 연속 냉각을 달성합니다.

캐스케이드 냉동 사이클 시스템

3개의 단일 단계 압축 사이클로 구성된 캐스케이드 냉동 사이클 시스템입니다. 이 사이클에서 CO2는 공급 가스와 냉매 역할을 하며, 시스템은 개방 사이클로 작동합니다. 

응축기에서 나오는 고압 액체는 두 부분으로 나뉩니다. 한 부분은 인터쿨러 조절 밸브에 의해 중간 압력으로 조절되고 인터쿨러에서 증발합니다. 다른 부분은 코일 내부의 중간 냉각기를 통과하면서 튜브 외부의 중간 압력에서 증발된 냉매 증기와 열교환을 하여 과냉각의 목적을 달성합니다. 

그런 다음 재가열기로 들어가 더욱 과냉각되고, 증발기에서 증발하고 냉각되기 전에 응축 압력을 증발 압력으로 낮추기 위해 조절 밸브에 의해 조절됩니다. 

증발기에서 나온 냉매의 포화 증기는 재가열기에 의해 재가열되고, 저압 압축기에 흡입되어 중압으로 압축된 후 고압 압축기의 흡입관으로 배출됩니다. 인터쿨러에서 나온 포화 증기와 혼합된 후 고압 압축기로 들어가 응축 압력으로 압축됩니다. 응축기에서 고압 액체로 응축된 후 다시 순환합니다.

헬륨 냉각을 이용한 수소 액화 시스템

헬륨 냉동의 수소 액화 시스템은 수소 액화 공정과 수소 냉동 사이클의 두 부분으로 구성됩니다. 수소 액화 공정에서는 압축된 수소 가스가 액체 헬륨으로 예냉되고, 열교환기에서 차가운 헬륨 가스에 의해 액체로 응축됩니다.

증기 압축 냉동의 원리

압축기, 응축기, 팽창 밸브, 증발기로 구성되어 있으며, 배관으로 연결되어 밀폐된 시스템을 형성합니다. 냉매 액체는 증발기에서 저온의 냉각 대상과 열교환을 하고, 냉각 대상의 열을 흡수하여 기화하여 저압 증기를 생성하고, 이 증기는 압축기에 흡입되어 압축된 후 고압으로 토출됩니다.

압축기에서 토출된 고압 기체 냉매는 응축기로 들어가 상온의 냉각수 또는 공기에 의해 냉각되어 고압 액체로 응축됩니다. 고압 액체가 팽창 밸브를 통과하면 저압, 저온의 기액 혼합물이 되어 증발기로 들어갑니다. 액체 냉매는 증발기에서 증발 및 냉각되고, 생성된 저압 증기는 다시 압축기로 흡입됩니다.

이 주기는 반복되며 끊임없이 반복됩니다.