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1[공조냉동기계기사 필기] 20년 3회차
어떤 냉동사이클에서 냉동효과를 γ(kJ/kg), 흡입건조 포화증기의 비체적을 v(m3/kg)로 표시하면 NH3와 R-22에 대한 값은 다음과 같다. 사용 압축기의 피스톤 압출량은 NH3와 R-22의 경우 동일하며, 체적효율도 75%로 동일하다. 이 경우 NH3와 R-22압축기의 냉동능력을 각각 RN RF(RT)로 표시한다면 RN/RF는?
NH3R-22
γ(kJ/kg)1126.37168.90
v(m3/kg)0.5090.077
1
0.6
2
0.7
3
1.0
4
1.5
해설

그림의 표에서 냉동효과와 흡입증기 비체적은 NH3γ=1126.37 kJ/kg\gamma = 1126.37\ \mathrm{kJ/kg}, v=0.509 m3/kgv = 0.509\ \mathrm{m^3/kg} 이고, R-22γ=168.90 kJ/kg\gamma = 168.90\ \mathrm{kJ/kg}, v=0.077 m3/kgv = 0.077\ \mathrm{m^3/kg} 이다.

냉동능력은 R=VηvvγR = \dfrac{V \eta_v}{v}\,\gamma 로 구해지는데, 피스톤 압출량 VV와 체적효율 ηv=0.75\eta_v = 0.75가 두 냉매에서 같으므로 비는 γ/v\gamma / v(단위 체적당 냉동효과)만으로 결정된다.

RNRF=γN/vNγF/vF=1126.37/0.509168.90/0.077=221321941.0\dfrac{R_N}{R_F} = \dfrac{\gamma_N / v_N}{\gamma_F / v_F} = \dfrac{1126.37/0.509}{168.90/0.077} = \dfrac{2213}{2194} \fallingdotseq 1.0 이다.

NH3는 냉동효과가 R-22의 약 6.7배로 크지만 비체적도 약 6.6배로 커서 단위 체적당 냉동효과가 거의 같다. 그래서 같은 압축기 압출량이면 두 냉매의 냉동능력이 사실상 같아진다는 것이 이 문제의 요점이다.

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