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건축설비기사 실기 · 냉동능력·냉동톤 계산

Refrigeration Capacity & RT

냉동 실기 계산은 P-h 선도에서 엔탈피 네 점을 읽은 뒤 냉동효과 · 압축일 · 냉동능력 · COP 를 차례로 잇는 일이다. 엔탈피만 읽으면 나머지는 빼기와 곱하기 · 나누기뿐이고, 냉동톤은 냉동능력을 정해진 열량으로 나눈 용량 단위예요. 그림은 특정 냉매가 아닌 직선 어림 P-h 선도로, 초록 가로선이 냉동효과, 빨간 선이 압축일이며 압력 축에는 단위가 없다. 증발 · 응축 온도 슬라이더는 선도의 사이클 모양과 COP 를, 냉매 순환량 슬라이더는 냉동능력과 냉동톤을 바꿔요.

계산 네 단계

🔑 필답 순서
①냉동효과 q_e = h_1 − h_4 (kJ/kg)
②압축일 w = h_2 − h_1 (kJ/kg)
③냉동능력 Q_e = G · q_e (kW), COP = q_e / w
④냉동톤 RT = Q_e / 3.516 (USRT 기준)

P-h 선도에서 q_e와 w

-5 ℃
40 ℃
💡 관찰
①지금 q_e ≈ 145.0 kJ/kg, w ≈ 36.0 kJ/kg
②COP ≈ 4.03
③Te 를 낮추거나 Tc 를 높이면 w 가 커져 COP 가 떨어져요
④증발 · 응축 온도 차가 작을수록 성적계수가 좋아져요

냉동능력과 냉동톤

0.12 kg/s
냉동능력
Qe = 17.40 kW
G · qe = 0.12 × 145.0
냉동톤
RT = 4.95
Qe / 3.516 (USRT 기준)
소요 동력 · COP
Wc = 4.32 kW, COP = 4.03
Wc = G · w, COP = qe / w

핵심 공식

성적계수
COP = qew = h1 - h4h2 - h1
냉동효과를 압축일로 나눈 값
냉동톤 환산
RT = Qe3.516
1 USRT = 3.516 kW 이고, 한국 냉동톤 1 RT = 3,320 kcal/h ≈ 3.861 kW 도 시험에 함께 나온다
응축부하
qc = qe + w
버리는 열 = 흡수한 열 + 압축일

시험 포인트

🎯 시험 포인트
①q_e = h_1 − h_4, w = h_2 − h_1, 팽창은 등엔탈피
②Q_e = G · q_e [kW], COP = q_e / w = Q_e / W_c
③RT = Q_e / 3.516(USRT) 또는 Q_e / 3.861(한국 냉동톤)
④응축부하 q_c = q_e + w 는 냉각탑 부하로 이어져요
📝 대표 기출유형
①q_e = 140, w = 35 kJ/kg 일 때 COP 는? (답: 4.0)
②G = 0.1 kg/s, q_e = 140 kJ/kg 의 Q_e 는? (답: 14 kW)
③Q_e = 35.16 kW 는 몇 USRT 인가? (답: 10 RT)
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