증발압력과 응축압력의 차가 커서 압축비가 크면, 한 단으로 압축할 때 토출온도가 너무 오르고 체적효율이 떨어진다. 그래서 저단 압축기로 중간압력까지 올린 뒤 중간냉각기에서 식히고, 고단 압축기로 응축압력까지 올리는 2단 압축을 쓴다. 팽창도 중간압력에서 한 번 나누는 2단 팽창으로 하면, 그때 생긴 플래시 가스를 걸러 저단 증발기로 가는 냉매의 냉동효과가 커진다. 그림은 저단 압축 · 중간냉각 · 고단 압축의 흐름이고, 전체 압축비 슬라이더를 올리면 한 단으로 올릴 때의 토출온도 경향 막대가 길어진다(숫자 없는 경향).
단을 나누는 까닭
중간냉각기는 저단 압축기에서 나온 과열 증기를 식혀 고단 압축기 입구 온도를 낮추고, 2단 팽창에서는 중간압력에서 생긴 플래시 가스를 걸러 고단으로 보낸다. 단마다 압축비가 작아져 토출온도가 내려가고 체적효율이 오르며, 성적계수는 냉동효과를 두 단 압축일의 합으로 나눠 구한다.
👀 2단 사이클의 말
①2단 압축
②2단 팽창
③중간냉각
④3단 이상의 다단도 같은 뼈대에 단만 늘린다
압축비와 단
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단마다 압축비가 작아진다. COP = qe/w 는 그대로.
저단 압축 → 중간냉각 → 고단 압축의 흐름과, 한 단으로 올릴 때의 토출온도 경향 막대
💡 지금 압축비
①전체 압축비 4.0 을 두 단이 나눠 맡는다
②압축비가 크면 한 단 압축은 토출온도가 오르고 체적효율이 떨어진다
③중간냉각은 고단 입구의 과열을 덜어 압축일을 줄인다
④단을 나누어도 COP 는 냉동효과 ÷ 압축일의 합으로 구한다
성적은 여전히 엔탈피 비
성적계수
COP = qew
저단 · 고단 압축일을 더한 것이 w
냉동효과
qe = h1 - h4
저단 증발기 출구와 입구의 엔탈피 차
시험 포인트와 기출 유형
🎯 시험 포인트
①2단 압축 2단 팽창, 중간냉각
②단을 나누는 이유: 큰 압축비 · 높은 토출온도
③중간냉각기는 고단 입구 온도를 낮추고 플래시 가스를 분리한다
④COP=qe/w
📝 대표 기출유형
①[기출유형] 2단 압축을 쓰는 이유는? (답: 압축비가 클 때 토출온도 상승과 체적효율 저하를 막으려고)