냉동기와 히트펌프(냉동사이클·성적계수)
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7문항
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출제된 회차
흡수식 냉동기의 구성과 냉매
가장 자주 함께 나온 논점 (1문항)
출제 회차 15회 · 16회 · 18회 · 21회 · 24회 · 28회
2 쉬운 설명
냉동기·히트펌프 = 냉매를 순환시켜 열을 옮기는 장치 · 시험은 냉동사이클의 순서, 흡수식과 압축식의 차이, 성적계수(COP)를 묻는다
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에어컨처럼 냉매가 열을 옮기는 원리입니다. 냉매가 어느 장치를 어떤 순서로 지나는지, 얻는 열을 들인 일로 나눈 값(COP)이 얼마나 큰지가 핵심입니다.
압축식 냉동사이클 순서
압축기(압력을 높인다)→응축기(열을 버리고 액체가 된다)→팽창밸브(압력을 낮춘다)→증발기(주위 열을 빼앗아 증발한다)→다시 압축기
흡수식 냉동기
압축기 대신 흡수·재생 사이클을 쓰며 증발기·흡수기·재생기·응축기로 이루어지고, 지역냉방 등에는 물을 냉매로 씁니다. 증발기에서 증발한 물을 흡수기가 빨아들이고, 재생기가 다시 짜내 응축기에서 물로 되돌립니다. 2중효용은 고온 재생기의 열을 저온 재생기에 다시 쓰기 때문에 1중효용보다 효율이 좋습니다.
성적계수(COP) 비교
| 냉동기(냉방) | 히트펌프(난방) | |
|---|---|---|
| 얻는 열 | 증발기 흡수열량 | 응축기 방열량 |
| COP | 흡수열 ÷ 압축일 | 방열량 ÷ 압축일 |
| 관계 | 기준 | 냉동기 COP + 1 (방열량 = 흡수열 + 압축일) |
이것만은 헷갈리지 말자
- 1중효용 흡수식냉동기가 2중효용보다 효율이 좋다고 하면 틀립니다. 열을 다시 쓰는 2중효용이 더 좋습니다.
- 열펌프의 성적계수는 냉동기보다 1 큽니다. 2 크다거나 냉동기가 더 크다고 하면 틀립니다.
- 히트펌프의 COP가 일반적으로 1 이하라고 적은 지문은 틀립니다. COP는 1보다 큽니다.
- 공기열원 히트펌프는 외기온도가 낮은 날 COP가 떨어질 수 있습니다.
3 이 개념이 나온 기출문제
해설·법령 근거까지 가입 없이 보실 수 있습니다. 최신 5개년 문항은 여기 나오지 않습니다.
4 체크리스트 + 암기팁
암기팁 히트펌프 COP = 냉동기 COP + 1 · 흡수식 냉동기 = 증발기 → 흡수기 → 재생기 → 응축기, 냉매는 물
함정 주의 1중효용은 2중효용보다 효율이 낮다. 열펌프 COP는 냉동기보다 2가 아니라 1 크고, 1 이하가 아니라 1보다 크다.
- 1중효용(단효용) 흡수식냉동기는 2중효용보다 에너지효율이 나쁘다 — 2중효용은 고온 재생기의 열을 저온 재생기에 다시 이용한다. 흡수식은 압축기 대신 흡수·재생 사이클을 써 압축식보다 소음·진동이 작고, 압축식냉동기는 압축기·응축기·팽창밸브·증발기로 구성된다. 히트펌프는 냉매 순환 방향을 바꾸어 냉방과 난방에 모두 쓰며 난방 COP가 냉방 COP보다 높다.
- 열펌프의 성적계수는 냉동기의 성적계수보다 1 크다. COP(열펌프) = (흡수열 + 압축일) ÷ 압축일 = COP(냉동기) + 1. 냉동기 COP는 저온에서 흡수한 열 ÷ 압축일, 열펌프 COP는 고온으로 방출한 열 ÷ 압축일이다. 난방 COP = 응축기 방열량 ÷ 압축일, 냉방 COP = 증발기 흡수열량 ÷ 압축일.
- 히트펌프의 COP는 1보다 크다(운전에 쓴 에너지보다 많은 열을 얻는다). 겨울철 낮은 실외에서 높은 실내로 열을 끌어들여 열펌프라고도 하고, 한 대로 냉방과 난방에 쓸 수 있으며, 공기열원 히트펌프는 난방부하가 큰 날 외기온도가 낮아 COP가 떨어질 수 있다. 열원은 공기·물·지중이다.
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- 압축식 순서는 압축기 → 응축기 → 팽창밸브 → 증발기이고, 냉방용 냉수를 만드는 곳은 증발기이다(빈칸 정답 증발기). 재생기·흡수기는 흡수식 냉동기의 구성이다.
- 흡수식 냉동기의 4가지 장치는 증발기·흡수기·재생기·응축기이고 냉매는 물이다(빈칸 정답 응축기와 물 — 순서대로). 재생기는 냉매를 흡수한 용액을 가열해 냉매를 다시 분리하고, 응축기는 분리된 냉매 증기를 냉각해 액체로 되돌린다.
5 예제 — 이 개념, 실제로 이렇게 나왔습니다
제28회 공동주택관리실무 46번냉동설비에 관한 내용으로 옳지 않은 것은?옳지 않은 것 고르기해설 보기 →제24회 공동주택관리실무 43번냉각목적의 냉동기 성적계수와 가열목적의 열펌프(Heat Pump) 성적계수에 관한 설명으로 옳은 것은?옳은 것 고르기해설 보기 →제21회 공동주택관리실무 43번히트펌프에 관한 내용으로 옳지 않은 것은?옳지 않은 것 고르기해설 보기 →6 이론 근거 — 정의가 곧 정답입니다항목 2개 · 눌러서 펼치기눌러서 닫기
냉동사이클과 흡수식 냉동기
압축식 냉동기는 압축기 → 응축기 → 팽창밸브 → 증발기의 4과정(압축 → 응축 → 팽창 → 증발)으로 냉매가 순환한다. 압축기는 냉매 증기를 압축하고, 응축기는 압축된 고온·고압의 냉매 증기가 열을 내보내며 액체로 바뀌는 장치이다. 팽창밸브는 고압의 액체 냉매를 저압으로 낮춰 증발하기 쉬운 상태로 만드는 밸브이고, 증발기는 저온·저압의 액체 냉매가 주위의 열(냉수나 공기의 열)을 흡수해 증발하는 장치로 냉동·냉방 효과가 나는 곳이다. 냉방용 냉수를 만드는 곳은 증발기이며, 재생기와 흡수기는 흡수식 냉동기의 구성 장치이다. 흡수식 냉동기는 증발기, 흡수기, 재생기, 응축기의 4가지 주요 장치로 구성되며 지역냉방 등에 쓰는 일반적인 방식은 물을 냉매로 쓴다. 재생기는 흡수기에서 냉매를 흡수한 용액을 가열하여 냉매를 다시 분리해 내는 장치이고, 응축기는 재생기에서 분리된 냉매 증기를 냉각하여 액체로 되돌리는 장치이다. 흡수식냉동기는 압축기 대신 흡수·재생 사이클을 쓰므로 압축식보다 소음·진동이 작다. 2중효용 흡수식냉동기는 고온 재생기의 열을 저온 재생기에 다시 이용하도록 재생기를 둘로 둔 것이어서, 같은 열원으로 더 많은 냉동효과를 내므로 1중효용(단효용)보다 에너지효율이 좋다.
출처: 기출 해설의 이론·기준 근거 종합 · 이 개념 기출 7문항 중 7문항의 근거히트펌프와 성적계수(COP)
히트펌프는 냉매 순환으로 열을 옮기는 장치로, 냉매 순환 방향을 바꾸어 한 대의 기기로 냉방과 난방에 모두 쓸 수 있다. 겨울철 온도가 낮은 실외에서 온도가 높은 실내로 열을 끌어들인다는 뜻에서 열펌프라고도 한다. 성적계수(COP)는 냉동기·히트펌프에서 얻는 열 ÷ 투입한 일(에너지)이며 클수록 효율이 좋다. 난방 COP = 응축기 방열량(Qc) ÷ 압축일(W), 냉방 COP = 증발기 흡수열량(Qe) ÷ 압축일(W)이고 Qc = Qe + W이다. 따라서 열펌프(난방)의 성적계수는 냉동기(냉방)의 성적계수보다 1 크며, COP(열펌프) = (흡수열 + 압축일) ÷ 압축일 = COP(냉동기) + 1이다. 히트펌프는 운전에 쓴 에너지보다 많은 열에너지를 얻어 COP가 1보다 크다. 열원으로는 공기·물·지중(땅속)을 많이 이용하며, 공기열원 히트펌프는 외기의 열을 이용하므로 난방부하가 큰 날 외기온도도 낮아 COP가 떨어질 수 있다.
출처: 기출 해설의 이론·기준 근거 종합 · 이 개념 기출 7문항 중 7문항의 근거