에어컨관련 정보

기체의 냉매를 식히면서 압축하여 액화하다

실외기에 있는 송풍기는 압축할 때 나오는 열을 대기 중으로 방출시킨다

액화된 냉매를 증발시키면 기화열을 빼앗으므로 차가워진다

냉매가스,기체는 전동압축기, 콤프레서로 압축하여 부피가 작아지면 분자의 벽에 충돌횟수가 늘어나 열이 방출되고(이를 이용한 것이 난방) 액화됩니다.

그 액체를 한꺼번에 방출 팽창하면 기화로부터 주위의 열을 빼앗습니다.

이것이 냉방으로 이용됩니다.

냉매가스의 부피변화,온도변화를 이용한 것이 에어컨입니다.

이 에어컨은 보일 샤를법칙을 이용한 예라 할 수 있습니다.

밀폐용기 안의 기체를 압축하면 온도가 올라간다.

→압력을 낮추면 온도가 내려간다

밀폐 용기 속의 기체를 따뜻하게 하면 압력이 올라간다

→식히면 압력이 낮아진다

냉매도 배관이라고 하는 밀폐된 (용기?) 안에 있기 때문에 온도 변화와 압력 변화를 합니다.

압력이 높은 곳에서 낮은 쪽으로 흐르기 때문에 압축기로 높인 냉매는 에어컨 안을 이동하여 압축기의 흡입 쪽으로 돌아옵니다.

온도가 올라가면 압력이 올라간다

압력이 높아지면 온도가 올라간다

둘 중 하나가 보일의 법칙이고 둘 중 하나가 샤를의 법칙.

2개는 상호 관계이기 때문에 2개를 합쳐서 보일 샤를의 법칙이라고 합니다.

flon은 chlorofluorocarbon(프레온)공조의 기본이 됩니다.

에어컨을 순환하고 있는 냉매(가스)는 ,과연 몇 ℃ 변화하고 있을까?

실외기와 실내기를 순환하고 있는 냉매는 압축이나 팽창하여 온도를 변화시킴으로써 열을 실내기에서 실외기로 이동하거나 하고 있다는 것과 압축이나 팽창으로 냉매는 몇 ℃ 정도 변화하고 있는 것일까?

운전조건에 따라 크게 달라지지만, 예를 들어 냉방의 대표적인 경우로는 압축기 출구에서 50~60℃, 실외 열교환기에서 40℃, 실내 열교환기에서 10℃ 내외와 같은 식입니다.

난방 시에는 실내외 온도가 반전됩니다.

능력이 늘면 고 저온의 차이가 나고 내외 기온이 올라가면 전체에 온도가 올라갑니다.

고온 고능력에서는 압축기 출구가 100℃를 넘을 수도 있으며,난방으로 서리가 생겼을 경우 실외 열교환기는 -10℃ 이하까지 내려갑니다.

냉동기의 운전을 일정하게 했을 경우, 냉매량이 적으면 흡입량이 감소하므로 흡입압력이 저하되고 토출압력도 저하, 과열증기압축이 되므로 토출온도는 상승한다.

반대로 냉매량이 많으면 흡입량이 증가하고 흡입압력은 상승하며 토출압력도 상승, 적어도 과열증기압축은 되지 않으므로 토출온도는 변화하지 않는다.

 

냉동기 증발기로 부하가 늘어나면 증발 온도와 증발 압력이 올라간다는데 압력이 올라가면 온도도 올라갑니다.

내려가면 양쪽 다 내려간다.

그래도 괜찮을까?

기본적인 것이지만 가스는 압축→응축→팽창→증발→ 순으로 사이클 합니다.

냉방 운전으로 부하가 증가한다는 것은 평소보다 따뜻한 공기를 식힌다는 것입니다.

증발에 의해 이 따뜻한 공기를 식힌다는 것은 열교환에 의해 증발에 사용한 가스가 평소보다 따뜻해지는 것입니다.

가스가 평소보다 따뜻하다는 것은 그만큼 열에 의해 부풀어 있기 때문에 압력이 높아집니다.

그리고 이 평소보다 압력이 높고 따뜻한 가스를 압축하면 당연히 평소보다 높은 압력, 높은 온도가 됩니다.

이 가스를 이번에는 응축을 위해 실외기 또는 냉각탑에서 식히는 것입니다만, 평소보다 따뜻하기 때문에 냉각 후 가스의 온도는 높아집니다.

온도가 높기 때문에 가스는 부풀어 오르고 있기 때문에 압력도 높아집니다.

부하가 내려가는 경우는 지금의 반대라고 생각하면 됩니다.

 

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DO측정방법 & 1mg/L의 용존산소란?

1.갈바니 전극법

산소에 대한 투과성이 높은 격막(테프론막 등)으로 극과 전해액을 용액으로부터 격리하고 있다.

전극의 재료로서 대극에 비금속을, 작용극에 귀금속을 이용하고, 전해액으로서 알칼리 수용액을 사용하는 것이 일반적이다.

이 DO에 비례한 전류를 측정하고 농도를 측정한다.

2.폴라로 전극법

작용극에 귀금속, 대극에 은, 격막에 테프론계의 막, 전해액에 염화칼륨 용액이 통상 이용된다.

양극 간에 산소의 한계 확산 전류를 생겨 전압이 인가되고 격막을 투과한 산소가 작용극으로 환원되며 DO 농도에 비례한 환원 전류가 흐른다.

외부 전원이 필요하므로 잔여 전류가 나온다.

3.광학식

형광물질에 여기광을 조사하면 그 형광강도가 산소의 영향으로 감소하므로 형광강도를 계측하면 산소농도로 환산할 수 있습니다.

그러나 산소분자가 보호막을 투과해 형광물질에 도달하기까지는 시간(응답시간)이 필요합니다.

센서는 자체 구조와 가공에 의해 산소분자가 형광물질에 도달할 때까지의 시간이 짧고, 또한 형광물질을 담체에 집중 고정하여 빛의 변화량을 증폭하고 있기 때문에 안정적인 측정을 할 수 있습니다.

DO 측정 시 유속이 필요한 이유

격막법에서는 격막을 투과하는 산소는 전극 내부에서 소비되어 버리기 때문에 일정한 유속을 줌으로써 산소를 격막 안쪽으로 계속 공급해야 한다.

격막 두께에 따라 필요한 유속은 다르다.

에어 캘리브레이션(공기교정)이란?

포화 DO값 설정에 있어서 포화 DO수를 사용하지 않고 산소 분압이 동일한 공기를 기준으로 100%, 또는 mg/L를 설정하는 가장 현장에 적합한 설정 방법.

DO는 탄산 동화 작용(광합성)에 의해 증가합니다.

수중에 수생 식물이나 조류 등이 서식하고 있으면 산소가 방출되어 DO가 증가합니다.

P.S

1mg/L의 용존산소란?

약 0.75cc(20℃)의 부피의 산소가스가 1L의 물에 용해된 상태를 말합니다.

공기의 온도가 0℃에서는 0.7cc의 부피가 됩니다.(보일 샤를의 법칙)

DO는 물의 온도에 따라 포화 용해도가 다릅니다.

예: 순수, 1기압 상태에서 20℃=9.09mg/L, 0℃=14.62mg/L(공업배수시험법(JIS K0102:2016) 포화표 참조)

DO는 물(또는 공기)의 압력에 의해서도 용해도가 다릅니다.(헨리의 법칙)

압력이 1기압의 DO 포화 용해도가 2기압에서는 배가 됩니다(18.18mg/L)

(수처리장치에서 폭기식 정화조는 산소 용해도가 높음)

폐수 처리에서, 하수 속에 공기를 넣어서 배수(排水) 정화를 하고 있는데 측정값이 0을 나타나면 용존산소의 수요와 공급의 불균형에 원인입니다.

박테리아는 산소를 호흡원으로 하여 유기물을 먹고 증식하여 활성 진흙이 됩니다.

폭기조 유입 BOD 부하(유기물)가 많을 경우 박테리아는 증식하여 무한히 산소를 필요로 합니다.

이 경우 SV값이 높다, MLSS 농도가 높다 등의 현상으로 확인할 수 있습니다.

DO 값이 너무 높을 경우에는 폭기조에 유입되는 BOD 부하(유기물)가 적을 경우 활성오니균은 먹는 먹이, 영양분이 없기 때문에 아무리 산소를 보내도 증식하지 않고 활성오니균의 공식이 시작되어 머지않아 박테리아는 소멸에 이르게 됩니다.

따라서 박테리아는 산소를 크게 필요로 하지 않으며 블로어에서 총 풍량이 일정하다면 DO 값은 높아집니다.

경우에 따라 DO가 과포화 될 수도 있습니다.

 

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붕어 양식 pH애 대해서

수소 이온 농도(pH) 서식에 적합한 pH 범위

수생생물에게 안전한 pH로 여겨지는 것은 6.8~8.5이며, 이 범위를 넘으면 영양은 식물에 섭취되기 어려워져 먹이 생물의 생산성은 저하되고 나아가 수역 전체의 생산도 저하되는 것으로 되어 있다.

pH 이상으로 인한 붕어의 폐사 재현 실험

산성(pH2) 옆으로 굴림~아가미에서 출혈~사망(30분 후)

알칼리성(pH12) 체표에서 점액~횡전~아가미에서 출혈~사망(2시간 후)

식물의 광합성을 통한 pH 상승에 대해

호수는 특히 여름철 성층기에는 표층은 식물 플랑크톤 광합성에 의해 이산화탄소가 소비되기 때문에 알칼리 쪽으로 기울고, 저층은 플랑크톤 유해 분해에 따라 이산화탄소나 유기산이 생성되기 때문에 산성 쪽으로 기울어진다.

하천에서도 수심이 얕아 (햇빛이 하상까지 닿는) 물이 정체되는 곳에서는 하상 부착 조류의 광합성을 위해 pH값이 높아지고 동시에 용존 산소도 높아질 수 있다.

광합성은 조류가 엽록소와 햇빛의 에너지 아래 물속의 이산화탄소(CO2)와 물을 사용해 전분과 산소(O2)로 바꾸는 작용이다.

물속의 CO2는 소량이므로 조류는 탄산수소이온(HCO3-)을 카르보닉안토히드라제의 촉매작용에 의해 H2CO3로 하고 탈수반응으로 CO2로 이용한다.

그 결과 정체 수역이라면 물속의 HCO3-는 감소하고 O2가 계속 증가하게 된다.

수중의 탄산가스는 다음 식의 화학 평형에 있어 수질의 pH값을 좌우한다.

CO2+H2O⇔H2CO3⇔HCO3+H⇔CO32-+2H+

광합성에 의해 HCO3-가 감소하면 주간 pH값은 상승하게 된다.

그러나 야간에는 조류 호흡작용으로 인해 반대로 물속의 O2를 소비해 CO2를 방출하고 HCO3-농도가 높아지기 때문에 pH 값은 낮아지고 용존산소(DO)도 감소하게 된다.

 

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전류밀도란 단위시간, 단위면적당 전하

전류가 흐르고 있는 어떤 점에 있어서, 전하의 움직임에 수직인 면내에 단위 면적 SS를 취하고, 단위시간에 이곳을 빠져나가는 전하, 즉 전류를 II라고 합니다.

이때 단위면적당 전류 J는 다음 식으로 정의됩니다.

 

이 J의 크기를 가지며 전류 I의 방향을 가진 벡터 J를 전류 밀도라고 부릅니다.

일반적으로 사용되는 단위

SI 단위계에서는 A/m2(암페어 매 제곱미터)

Ansys에서의 취급은

Ansys에서는 전류밀도는 JS로 줄여서 표기될 수 있습니다.

벡터의 크기는 JSSUM, X방향은 JSX, Y방향은 JSY, Z방향은 JSZ입니다.

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