열펌프를 난방에 이용하려고 한다. 실내 온도는 18℃이고, 실외 온도는… | [건설기계설비기사 필기] 21년 1회차 기출문제 상세 페이지

열펌프의 최소 동력은 카르노 효율을 기반으로 한 이상적(reversible) 열펌프의 성능계수(COP)로부터 구한다. 난방 모드에서 실내로 공급되는 열량 $Q_H$는 벽을 통한 열손실과 같아야 하므로 $Q_H = 12\text{ kW}$이다. 이상적 열펌프의 난방 COP는 $\text{COP}_H = \frac{T_H}{T_H - T_C}$이며, 절대온도로 변환하면 $T_H = 18 + 273 = 291\text{ K}$, $T_C = -15 + 273 = 258\text{ K}$이다. 따라서 $\text{COP}_H = \frac{291}{291 - 258} = \frac{291}{33} \approx 8.82$이다. 
필요한 최소 동력은 $W = \frac{Q_H}{\text{COP}_H} = \frac{12}{8.82} \approx 1.36\text{ kW}$이다.