3-5. 열원설비 중 냉동기의 몰리에르 선도 6대 구성요소를 쓰고 각각 설명하시오.

냉동기의 몰리에르 선도(Mollier diagram)는 냉매의 열역학적 상태 변화를 나타내는 선도로, 냉동 시스템의 성능 분석 및 설비 설계를 위해 널리 사용됩니다. 주요 6대 구성요소는 다음과 같습니다.

1. 압력 (Pressure, P): 몰리에르 선도의 세로축은 압력을 나타냅니다. 일반적으로 로그 스케일로 표시되어 넓은 범위의 압력을 한 번에 확인할 수 있도록 합니다. 단위는 kPa, MPa, bar 등이 사용됩니다. 등압선은 선도 상에서 수평선으로 나타납니다.
2. 엔탈피 (Enthalpy, h): 몰리에르 선도의 가로축은 비엔탈피를 나타냅니다. 엔탈피는 단위 질량당 물질이 가지고 있는 총 에너지 함량을 의미하며, 단위는 kJ/kg 등이 사용됩니다. 등엔탈피선은 선도 상에서 수직선으로 나타납니다.
3. 온도 (Temperature, T): 몰리에르 선도에는 등온선이 곡선 형태로 표시됩니다. 특정 압력과 엔탈피 값에서 냉매의 온도를 확인할 수 있습니다. 포화 영역에서는 등온선이 등압선과 일치합니다.
4. 비체적 (Specific Volume, v): 몰리에르 선도에는 등비체적선이 곡선 형태로 표시됩니다. 비체적은 단위 질량당 물질이 차지하는 부피를 의미하며, 단위는 m³/kg 등이 사용됩니다.
5. 엔트로피 (Entropy, s): 몰리에르 선도에는 등엔트로피선이 곡선 형태로 표시됩니다. 엔트로피는 물질의 무질서도를 나타내는 열역학적 상태량으로, 단위는 kJ/(kg·K) 등이 사용됩니다. 냉동기 압축 과정의 이상적인 변화(등엔트로피 압축)를 분석하는 데 활용됩니다.
6. 포화 곡선 (Saturation Curve): 몰리에르 선도에서 돔 형태의 곡선으로, 액체 상태와 증기 상태가 공존하는 포화 영역을 나타냅니다. 이 곡선은 다음과 같이 세 부분으로 나뉩니다.
   • 포화 액체 선 (Saturated Liquid Line): 포화 곡선의 왼쪽 경계선으로, 냉매가 액체 상태로 존재할 수 있는 최대 엔탈피 값을 나타냅니다. 이 선의 왼쪽은 과냉각 액체 영역입니다.
   • 포화 증기 선 (Saturated Vapor Line): 포화 곡선의 오른쪽 경계선으로, 냉매가 증기 상태로 존재할 수 있는 최소 엔탈피 값을 나타냅니다. 이 선의 오른쪽은 과열 증기 영역입니다.
   • 습증기 영역 (Wet Vapor Region): 포화 곡선 내부 영역으로, 액체와 증기가 혼합된 상태로 존재하는 영역입니다. 이 영역에는 건도(Dryness Fraction, x)를 나타내는 선들이 표시되어 혼합 증기 중 증기의 질량 비율을 확인할 수 있습니다.

이 6가지 구성요소를 통해 냉동기 내부에서 냉매가 압축, 응축, 팽창, 증발 과정을 거치면서 변화하는 압력, 엔탈피, 온도, 비체적, 엔트로피 등의 상태량을 파악하고, 냉동 시스템의 성능 계수(COP)나 냉동 능력 등을 분석할 수 있습니다.