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공조냉동기계기사 실기 · 냉동·냉장부하 산정 실무

Cold Storage Load

냉장 · 냉동 창고의 냉동부하는 벽 · 천장 · 바닥으로 스며드는 관류열, 들어온 식품을 식히고 얼리는 열, 문 열림 · 조명 · 사람 같은 그 밖의 열을 하루 기준으로 더해 구한다. 식품 부하는 동결점 위에서 식히는 현열, 동결점에서 얼리는 잠열, 언 뒤 저장 온도까지 더 식히는 현열의 합이고, 대개 동결 잠열이 가장 크다. 냉동기는 하루 내내 돌지 않으므로, 하루 부하를 실제 운전 시간으로 나눠 용량을 정한다. 그림은 저장고 하나의 부하(물성과 크기는 설명용 값)이고, 저장 온도와 하루 입고량 슬라이더로 각 부하와 냉동기 용량이 바뀐다.

저장 온도와 입고량 바꾸기

-20 ℃
2000 kg
💡 지금 값
①벽체 관류 3000 W, 식품 7292 W, 그 밖 1029 W
②합계 11321 W
③하루 20시간 운전이면 냉동기 13.6 kW
④동결점(−2 ℃) 아래라 동결 잠열 230 kJ/kg 이 더해진다

부하의 갈래와 식

냉동부하

갈래와 구하는 법
부하구하는 법
벽체 관류K A (외기 온도 − 저장 온도)
식품냉각 · 동결 · 동결 뒤 냉각(현열 + 잠열)
환기 · 문 열림들어온 외기의 엔탈피 차
조명 · 사람 · 기기발열량 × 시간
호흡열과일 · 채소는 저장 중에도 열을 낸다
식품 부하(동결)
Q = m [c1(t1 - tf) + L + c2(tf - t2)]
m 은 질량, c₁ · c₂ 는 동결 전 · 후 비열, L 은 동결 잠열, tf 는 동결점이다. 얼리지 않으면 Q = m c ΔT
냉동기 용량
용량 = 하루 부하 × 24 ÷ 운전 시간
제상 · 정지 시간을 빼고 실제로 도는 시간으로 나눈다

산정에서 챙길 것

📏 동결 · 벽 · 운전 시간
①동결점 아래로 내리는 순간 잠열이 한꺼번에 들어 부하가 크게 뛴다
②방열 벽을 두껍게 하면 관류는 줄지만, 식품 부하는 그대로이다
③냉동기 용량은 제상 시간을 빼고 운전 시간으로 나눠 넉넉하게 잡는다
④1 RT(한국냉동톤)는 3,320 kcal/h, 약 3.86 kW 다

시험 포인트와 기출 유형

🎯 시험 포인트
①냉동부하 = 관류 + 식품 + 환기 + 조명 · 사람 · 기기
②식품: 냉각(현열) + 동결(잠열) + 동결 뒤 냉각(현열)
③냉동기 용량 = 하루 부하 × 24 ÷ 운전 시간
④과일 · 채소는 호흡열도 더한다
📝 대표 기출유형
①[기출유형] 15 ℃ 식품 1,000 kg 을 5 ℃ 로 식히는 열량(비열 3.2 kJ/(kg·K))은? (답: 1,000 × 3.2 × 10 = 32,000 kJ)
②[기출유형] 동결 식품 부하에서 대개 가장 큰 항은? (답: 동결 잠열)
③[기출유형] 하루 부하 240 kWh, 운전 20시간일 때 냉동기 용량은? (답: 240 ÷ 20 = 12 kW)
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