중간냉각이 완전한 2단압축 1단팽창 사이클로 운전되는 R134a 냉동기… | [공조냉동기계기사 필기] 20년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 20년 3회차

중간냉각이 완전한 2단압축 1단팽창 사이클로 운전되는 R134a 냉동기가 있다. 냉동능력은 10kW 이며, 사이클의 중간압, 저압부의 압력은 각각 350kPa, 120kPa이다. 전체 냉매순환량을 m, 증발기에서 증발하는 냉매의 양을 m_e라 할 때, 중간냉각시키기 위해 바이패스되는 냉매의 양 m-m_e(kg/h)은 얼마인가? (단, 제1압축기의 입구 과열도는 0이며, 각 엔탈피는 아래 표를 참고한다.)

5.8

11.1

15.7

19.3

해설

그림의 표에서 120 kPa의 포화액·포화증기 엔탈피는 각각  $160.42$ ,  $379.11\ \mathrm{kJ/kg}$ , 350 kPa은  $195.12$ ,  $395.04\ \mathrm{kJ/kg}$  이고, 지점별 엔탈피는  $h_2 = 227.23$ (증발기 입구),  $h_4 = 401.08$ (제1압축기 출구),  $h_7 = 482.41$ ,  $h_8 = 234.29\ \mathrm{kJ/kg}$ (응축기 출구 포화액) 이다.
제1압축기 입구 과열도가 0이므로 증발기 출구는 120 kPa의 포화증기  $379.11\ \mathrm{kJ/kg}$  이다. 따라서 증발기측 냉매순환량은  $m_e = \dfrac{10}{379.11 - 227.23} \times 3600 \fallingdotseq 237\ \mathrm{kg/h}$  이다.
중간냉각기 열평형을 세운다. 중간냉각기에서는 제1압축기 토출가스  $m_e$ 가  $h_4 \to h_6(=395.04)$  로 냉각되고, 증발기로 갈 액냉매  $m_e$ 는 코일 안에서  $h_8(=234.29) \to h_2(=227.23)$  로 과냉각된다. 이 두 방열량을 바이패스 냉매  $(m-m_e)$ 가  $h_8 \to h_6$  로 증발하며 흡수하므로
 $m_e\left[(h_4-h_6)+(h_8-h_2)\right] = (m-m_e)(h_6-h_8)$  이다.
수치를 넣으면  $m - m_e = \dfrac{237 \times (6.04 + 7.06)}{395.04 - 234.29} = \dfrac{237 \times 13.10}{160.75} \fallingdotseq 19.3\ \mathrm{kg/h}$  이다.

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