외기온도 -5℃일 때 공급공기를 18℃로 유지하는 히트펌프 난방을 한다… | [공조냉동기계기능사 필기] 2022년 2회 기출복원 모의고사 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기능사 필기] 2022년 2회 기출복원 모의고사

외기온도 -5℃일 때 공급공기를 18℃로 유지하는 히트펌프 난방을 한다. 방의 총 열손실이 50000kcal/h일 때 외기로 부터 얻은 열량은 약 몇 kcal/h 인가?

43500kcal/h

46047kcal/h

50000kcal/h

53255kcal/h

해설

외기로부터 얻은 열량은 약 46047kcal/h이다.
히트펌프의 에너지 균형식을 이용하여 풀이한다. 히트펌프가 실내에 공급하는 열량은 실내 온도와 외기온도의 절대온도 비로 이상적인 계수(COP)를 구할 수 있다.
실내 설정온도 T_H = 18°C = 291K, 외기온도 T_L = -5°C = 268K이고, 방의 총 열손실이 50000kcal/h이므로 히트펌프가 실내에 공급해야 하는 열량은 Q_H = 50000kcal/h이다.
이상적인 COP =  $\frac{T_H}{T_H - T_L} = \frac{291}{291-268} = \frac{291}{23} = 12.65$ 이다.
외부에서 흡수하는 열량 Q_L은 다음 관계식으로 구한다:  $Q_H = Q_L + W$ 이고,  $\text{COP} = \frac{Q_H}{W}$ 이므로
 $W = \frac{Q_H}{\text{COP}} = \frac{50000}{12.65} \approx 3953\text{kcal/h}$ 이다.
따라서 외기로부터 얻은 열량  $Q_L = Q_H - W = 50000 - 3953 \approx 46047\text{kcal/h}$ 이다.

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