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1[공조냉동기계기사 필기] 18년 1회차

그림과 같은 사이클을 난방용 히트펌프로 사용한다면 이론 성적계수를 구하는 식은 다음 중 어느 것인가?

 $\mathrm{cop}=\dfrac{h_{2}-h_{1}}{h_{3}-h_{2}}$

 $\mathrm{cop}=1+\dfrac{h_3-h_1}{h_3+h_2}$

 $\mathrm{cop} = \dfrac{h_2 + h_1}{h_3 + h_2}$

 $\mathrm{cop}=1+\dfrac{h_2-h_1}{h_3-h_2}$

해설

그림은 세로축이 압력  $P\ \mathrm{kg/cm^2}$ , 가로축이 엔탈피  $h\ \mathrm{kcal/kg}$ 인 압력–엔탈피(P–h) 선도다. 선도에서  $h_1$ 은 응축기 출구(팽창밸브 입구),  $h_2$ 는 증발기 출구이자 압축기 입구,  $h_3$ 은 압축기 토출의 엔탈피다.
따라서 증발기에서 흡수하는 열량은  $h_2-h_1$ , 압축기가 가하는 일은  $h_3-h_2$ , 응축기에서 방출하는 열량은  $h_3-h_1$ 이 된다.
난방용 히트펌프의 이론 성적계수는 응축기 방열량 ÷ 압축일이므로  $\mathrm{COP}_h=\dfrac{h_3-h_1}{h_3-h_2}=\dfrac{(h_3-h_2)+(h_2-h_1)}{h_3-h_2}=1+\dfrac{h_2-h_1}{h_3-h_2}$ 로 정리된다.
즉 같은 사이클의 냉방(냉동) 성적계수  $\dfrac{h_2-h_1}{h_3-h_2}$ 보다 항상 1만큼 큰 값이 되며, 이것이 난방 COP = 냉동 COP + 1이라는 관계다.

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