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만액식 증발기를 사용하는 R134a용 냉동장치가 아래와 같다. 이 장치… | [공조냉동기계기사 필기] 18년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 18년 2회차
만액식 증발기를 사용하는 R134a용 냉동장치가 아래와 같다. 이 장치에서 압축기의 냉매 순환량이 0.2kg/s이며, 이론 냉동 사이클의 각 점에서의 엔탈피가 아래표와 같을 때, 이론 성능 계수 (COP)는? (단, 배관의 열손실은 무시한다.)
문제 이미지
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1.98
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3.47
해설

그림의 장치는 압축기 → 유분리기 → 응축기 → 수액기 → 팽창밸브(E.V) → 액집중기 → 증발기 → 다시 액집중기 → 액분리기 → 압축기 순서로 순환한다. 표에 주어진 값은 h1=393h_1=393(압축기 흡입), h2=440h_2=440(토출), h3=h4=230h_3=h_4=230(팽창밸브 전후), h5=h6=185h_5=h_6=185(액집중기 하부와 증발기측 액), h7=385[kJ/kg]h_7=385\,[\mathrm{kJ/kg}](증발기 출구)이다.

만액식이라 증발기 내부를 순환하는 냉매량은 압축기 순환량보다 많지만, 팽창밸브 출구부터 압축기 흡입까지의 저압측 전체를 하나의 검사체적으로 잡으면 압축기 순환량 1kg당 냉동효과는 qe=h1h4=393230=163[kJ/kg]q_e=h_1-h_4=393-230=163\,[\mathrm{kJ/kg}]이다.

압축일은 w=h2h1=440393=47[kJ/kg]w=h_2-h_1=440-393=47\,[\mathrm{kJ/kg}]이므로 이론 성적계수COP=qew=163473.47COP=\dfrac{q_e}{w}=\dfrac{163}{47}\fallingdotseq3.47이다.

순환량 0.2kg/s를 곱해 냉동능력 0.2×163=32.6kW0.2\times163=32.6\,\mathrm{kW}, 압축동력 0.2×47=9.4kW0.2\times47=9.4\,\mathrm{kW}로 계산해도 32.6/9.43.4732.6/9.4\fallingdotseq3.47로 같다. 즉 순환량은 성적계수 자체에는 영향을 주지 않는다.

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