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1[일반기계기사 필기] 22년 1회차
그림과 같은 이상적인 열펌프의 압력(P)-엔탈피(h) 선도에서 각 상태의 엔탈피는 다음과 같을 때 열펌프의 성능계수는? (단, h1 = 155 kJ/kg, h3 = 593 kJ/kg, h4= 827 kJ/kg 이다.)
1
1.8
2
2.9
3
3.5
4
4.0
해설
선도의 압축(3→4, s=C)과 응축(4→1, P=C)을 읽으면 열펌프 성능계수는 약 2.9이다.
P-h 선도에서 3→4는 등엔트로피 압축, 4→1은 정압 응축(방열), 1→2는 등엔탈피 교축, 2→3은 정압 증발이다. 열펌프는 응축기 방열량이 목적출력이다.
방열량 qH = h4 − h1 = 827 − 155 = 672 kJ/kg
압축일 w = h4 − h3 = 827 − 593 = 234 kJ/kgCOP = 672 ÷ 234 ≒ 2.87. 같은 사이클을 냉동기로 보면 교축이 등엔탈피(h2 = h1)이므로 COP는 (h3 − h1)/(h4 − h3) = 438/234 ≒ 1.87로 정확히 1만큼 작아지므로, 두 성능계수를 혼동하지 않아야 한다.
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