다음 선도와 같이 응축온도만 변화하였을 때 각 사이클의 특성 비교로 틀… | [공조냉동기계기사 필기] 21년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 21년 3회차

다음 선도와 같이 응축온도만 변화하였을 때 각 사이클의 특성 비교로 틀린 것은? (단, 사이클A : (A-B-C-D-A), 사이클B : (A-B'-C'-D'-A), 사이클C : (A-B"-C"-D"-A) 이다.)

압축비 : 사이클C ＞ 사이클B ＞ 사이클A

압축일량 : 사이클C ＞ 사이클B ＞ 사이클A

냉동효과 : 사이클C ＞ 사이클B ＞ 사이클A

성적계수: 사이클A ＞ 사이클B ＞ 사이클C

해설

선도에서 세 사이클은 증발압력(A점과 D→A 구간)이 모두 같고 응축압력만 단계적으로 높아진다. 응축압력이 올라가면 압축 종료점이 B→B′→B″, 응축 후 액 상태점이 C→C′→C″, 팽창 후 상태점이 D→D′→D″로 이동하며, 점선으로 표시된 D′·D″는 D보다 오른쪽(엔탈피가 큰 쪽)에 놓인다.

냉동효과는 증발기 구간의 엔탈피 차 $q_e = h_A - h_D$ 다. 팽창 후 엔탈피가 $h_{D''} > h_{D'} > h_D$ 이므로 냉동효과는 사이클A ＞ 사이클B ＞ 사이클C 순으로 작아진다. 따라서 냉동효과가 응축온도가 가장 높은 사이클C에서 제일 크다는 서술이 틀렸다.

나머지 서술은 옳다. 응축압력이 높아지면 압축비 $P_c/P_e$ 가 커지고 압축일량 $w = h_B - h_A$ 도 커져 사이클C 쪽이 크며, 성적계수 $COP = \dfrac{h_A-h_D}{h_B-h_A}$ 는 분자가 작아지고 분모가 커지므로 응축온도가 가장 낮은 사이클A가 가장 높다.

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