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1[공조냉동기계기사 필기] 20년 1회차

그림과 같은 냉동 사이클로 작동하는 압축기가 있다. 이 압축기의 체적효율이 0.65, 압축효율이 0.8, 기계효율이 0.9라고 한다면 실제 성적계수는?

3.89

2.81

1.82

1.42

해설

그림의 p–h 선도에서 읽히는 엔탈피는 응축기 출구(팽창밸브 입구) 136.5kJ/kg, 증발기 출구(압축기 흡입) 395.5kJ/kg, 압축기 출구(토출) 462kJ/kg 이다.

냉동효과는 $395.5-136.5=259\,\mathrm{kJ/kg}$ , 이론 압축일은 $462-395.5=66.5\,\mathrm{kJ/kg}$ 이므로 이론 성적계수는 $COP_{th}=\dfrac{259}{66.5}=3.895$ 다.

실제 성적계수는 이론값에 압축효율과 기계효율만 곱해 구한다. 체적효율 0.65는 흡입되는 냉매순환량을 줄여 냉동능력과 압축동력을 같은 비율로 함께 낮추므로, 둘의 비인 성적계수에서는 상쇄되어 계산에 들어가지 않는다.

따라서 $COP=3.895\times0.8\times0.9\fallingdotseq2.81$ 이다. 체적효율까지 곱하면 1.82가 나오는데, 이는 세 효율을 무조건 다 곱한 오답이다.

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