그림과 같은 카르노 냉동 사이클에서 성적 계수는 약 얼마인가? (단, 각 사이클에서의 엔탈피(h)는 h 1 =h 4 =98kJ/kg,h 2 =231kJ/kg, h 3 =282kJ/kg이다.)

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1[에너지관리기사 필기] 18년 2회차

그림과 같은 카르노 냉동 사이클에서 성적 계수는 약 얼마인가? (단, 각 사이클에서의 엔탈피(h)는 h₁=h₄=98kJ/kg,h₂=231kJ/kg, h₃=282kJ/kg이다.)

1.9

2.3

2.6

3.3

해설

그림은 P-h 선도 위의 냉동 사이클이다. 화살표를 따라가면 1 → 2는 저압에서 오른쪽으로 수평 진행하는 증발, 2 → 3은 압력이 올라가는 압축, 3 → 4는 고압에서 왼쪽으로 되돌아오는 응축, 4 → 1은 엔탈피가 일정한 수직선으로 내려오는 교축(팽창)이며, h₁ = h₄인 조건이 교축 과정임을 뒷받침한다.
냉동효과(증발기 흡수열)는 h₂ − h₁ = 231 − 98 = 133 kJ/kg, 압축일은 h₃ − h₂ = 282 − 231 = 51 kJ/kg이다.
성적계수는  $COP=\dfrac{h_2-h_1}{h_3-h_2}=\dfrac{133}{51}\approx 2.6$  이다. 분자에 응축기 방열량 h₃ − h₄ = 184 kJ/kg을 넣으면 열펌프 성적계수(약 3.6 = 냉동기 COP + 1)가 되므로, 냉동기에서는 증발기 흡수열을 분자에 두어야 한다.

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