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공조냉동기계기사 실기 · 응축기 용량과 냉각수량 계산

Condenser Capacity Calc

응축기는 증발기에서 받은 열과 압축기가 더한 일을 함께 버리므로, 응축 부하는 Qc = Qe + W 로 냉동능력보다 크다(흔히 냉동능력의 1.2 ~ 1.3 배). 수랭식 응축기는 이 열을 냉각수가 가져가므로, 냉각수량은 Qc 를 물의 비열과 입출구 온도차로 나눠 구한다. 전열 면적은 A = Qc ÷ (K Δtm)이고, 응축 온도가 거의 일정하므로 평균 온도차는 흔히 응축 온도에서 냉각수 입출구 평균 온도를 뺀 값으로 잡는다. 그림은 응축기 안의 냉매(40 ℃ 응축)와 냉각수(32 ℃ 입구) 온도 변화이고, 냉동능력 · 냉각수 온도차 · 열통과율 슬라이더로 냉각수량과 면적이 바뀐다(성적계수 4 로 둔 설명용 값).

능력 · 냉각수 온도차 · 열통과율 바꾸기

100 kW
5 ℃
900 W/(m²·K)
💡 지금 값
①응축 부하 Qc = 100 × 1.25 = 125.0 kW
②냉각수량 5.97 kg/s, 약 21.5 m³/h
③평균 온도차 5.5 ℃, 전열 면적 25.3 m²
④냉각수 온도차를 키우면 물은 줄지만 평균 온도차가 줄어 면적은 커진다

계산식

응축 부하
Qc = Qe + W
W 는 압축기 동력이다. 성적계수가 클수록 Qc 와 Qe 의 차가 작다
냉각수량
Gw = Qcc ΔTw
c 는 물의 비열 4.19 kJ/(kg·K), ΔTw 는 냉각수 입출구 온도차다. kg/s 에 3.6 을 곱하면 m³/h
전열 면적
A = QcK Δtm, Δtm = tc - tw1 + tw22
tc 는 응축 온도, tw1 · tw2 는 냉각수 입구 · 출구 온도다

응축기에서 챙길 것

📏 물 · 물때 · 공랭식
①냉각수 온도차를 크게 잡으면 물은 적게 들지만, 평균 온도차가 줄어 전열 면적이 커진다
②물때가 끼면 K 가 떨어져 응축 온도 · 압력이 오르고 동력이 늘어난다
③공랭식은 냉각수 대신 바깥 공기로 식혀, 같은 능력에서 응축 온도가 더 높다
④응축기에 모인 불응축 가스는 응축 압력을 올리므로 빼낸다

시험 포인트와 기출 유형

🎯 시험 포인트
①Qc = Qe + W(흔히 Qe 의 1.2 ~ 1.3 배)
②냉각수량 = Qc ÷ (4.19 × ΔTw)
③A = Qc ÷ (K Δtm), Δtm = tc − 냉각수 평균 온도
④냉각수 온도차가 크면 물은 적고 면적은 커진다
📝 대표 기출유형
①[기출유형] 냉동능력 100 kW, 압축기 동력 25 kW 일 때 응축 부하는? (답: 125 kW)
②[기출유형] 응축 부하 125 kW, 냉각수 온도차 5 ℃ 일 때 냉각수량은? (답: 125 ÷ (4.19 × 5) ≈ 5.97 kg/s, 곧 약 21.5 m³/h)
③[기출유형] 응축 온도 40 ℃, 냉각수 32 → 37 ℃ 일 때 평균 온도차는? (답: 40 − 34.5 = 5.5 ℃)
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2단압축 사이클 계산
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증발기 전열면적 계산

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