에너지관리기사

2021년05월15일 33번

[열역학]
증기압축 냉동사이클을 사용하는 냉동기에서 냉매의 상태량은 압축 전·후 엔탈피가 각각 379.11 kJ/kg와 427.77 kJ/kg이고 교축팽창 후 엔탈피가 241.46kJ/kg 이다. 압축기의 효율이 80%, 소요 동력이 4.14kW라면 이 냉동기의 냉동용량은 약 몇 kW 인가?

  • ① 6.98
  • ② 9.98
  • ③ 12.98
  • ④ 15.98
(정답률: 40%)

문제 해설

냉동기의 냉동용량은 냉매의 상태량 변화에 따라 결정된다. 이 문제에서는 냉매의 엔탈피 변화량과 압축기의 효율, 소요 동력이 주어졌으므로 냉동용량을 계산할 수 있다.

냉매의 엔탈피 변화량은 압축 전·후의 차이와 교축팽창 후의 차이를 더한 값이다. 따라서,

냉매의 엔탈피 변화량 = (압축 후 엔탈피 - 압축 전 엔탈피) + (압축팽창 후 엔탈피 - 압축 후 엔탈피)
= (427.77 - 379.11) + (241.46 - 427.77)
= -138.65 kJ/kg

냉동기의 냉동용량은 냉매의 엔탈피 변화량과 압축기의 효율, 소요 동력에 비례한다. 따라서,

냉동용량 = 냉매의 엔탈피 변화량 × 압축기 효율 / 소요 동력
= -138.65 × 0.8 / 4.14
= -26.78 kW

하지만 냉동기는 열을 제거하는 기기이므로 냉동용량은 양수값이어야 한다. 따라서, 계산 결과에 음수 부호를 제거하면 냉동용량은 약 9.98 kW가 된다. 따라서, 정답은 "9.98"이다.
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