압축기 효율

압축기 효율이란

압축기 효율은 실제 압축기의 성능을 이상적인 압축기와 비교한 비율이다.

압축기 효율은 체적효율, 압축효율, 기계효율로 나눠 본다.

각 효율은 흡입 체적, 압축 일, 구동 동력의 손실을 따로 잰다.

체적효율과 틈새체적

체적효율은 행정체적 대비 실제로 흡입해 토출하는 냉매 체적의 비다.

틈새체적에 남은 고압 가스가 팽창하면서 흡입 가능한 체적이 줄어든다.

이론식은 틈새비 C, 압력비, 폴리트로픽 지수 n으로 나타낸다.

압력비가 커질수록 잔류 가스 팽창의 영향이 커져 체적효율이 떨어진다.

답안에는 틈새체적과 압축비 영향을 반드시 쓴다.

압축효율과 기계효율

압축효율은 등엔트로피 압축에 필요한 이론 일을 실제 압축 일로 나눈 값이다.

실제 압축은 마찰과 열교환 때문에 엔트로피가 증가해 더 많은 일이 든다.

기계효율은 지시동력을 축동력으로 나눈 값이다.

마찰 손실이 클수록 낮아지며, 축동력이 더 커서 1보다 작다.

세 효율의 분모와 분자를 구분하지 않으면 감점이 크다.

계산 예제 1: 체적효율

가상의 예로 틈새비 0.05, 압력비 4, 팽창 지수 1.2인 압축기를 보자.

먼저 압력비의 1/n 제곱을 구한다. 약 3.18이 된다.

이 값을 식에 넣으면 체적효율은 약 0.89가 된다.

결과 0.89는 피스톤식 압축기의 일반적인 범위 안에 있다.

그러므로 계산이 타당하다.

계산 예제 2: 압축효율과 기계효율

압축효율은 등엔트로피 압축일을 실제 압축일로 나눈 값이다.

등엔트로피 압축일 60kJ/kg, 실제 압축일 75kJ/kg을 대입한다. 압축효율은 0.80이다.

즉 실제 압축에 필요한 일이 이론 값보다 25% 많다는 뜻이다.

기계효율은 지시동력 12kW를 축동력 13.5kW로 나눠 구한다. 값은 약 0.89이다.

기계손실은 전체 소요 동력의 약 11%를 차지한다.

정리와 답안 포인트

정리한다. 압축기 효율은 체적효율, 압축효율, 기계효율 세 가지로 나뉜다.

세 효율은 서로 다른 손실을 재므로 정의와 손실 원인을 함께 쓴다.

체적효율은 틈새체적과 압축비가 클수록 낮아진다는 점을 반드시 쓴다.