냉동능력·냉동톤 계산

Refrigeration Capacity & RT

냉동 실기 계산은 냉동효과·압축일·능력·COP를 한 줄로 이어요. P-h 선도에서 엔탈피를 읽으면 나머지는 곱셈과 나눗셈이에요. 냉동톤은 능력을 기준 열량으로 나눈 용량 단위예요. 증발·응축 온도와 순환량으로 냉동톤을 구해 봐요.

계산 4스텝

🔑 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 (교육용 SI 환산)

P-h 선도에서 q_e와 w

증발온도 Te-5 ℃

응축온도 Tc40 ℃

💡 관찰

①지금 q_e ≈ 145.0 kJ/kg, w ≈ 36.0 kJ/kg

②COP ≈ 4.03

③Te↓ 또는 Tc↑이면 w가 커져 COP가 떨어진다

④온도 차가 작을수록 성적계수가 좋아진다

능력·냉동톤

냉매순환량 G0.12 kg/s

냉동능력

Q_e = 17.40 kW

G · q_e = 0.12 × 145.0

냉동톤

RT = 4.95

Q_e / 3.516 (교육용 SI 환산)

소요동력·COP

W_c = 4.32 kW, COP = 4.03

W_c = G · w, COP = q_e / w

핵심 공식

성적계수

COP = q_ew = h₁ - h₄h₂ - h₁

냉동효과를 압축일로 나눈 값

냉동톤 환산

RT = Q_e3.516

1 RT = 3.516 kW (교육용 SI). 한국 시험은 3.861 kW(3320 kcal/h)도 병용

응축부하

q_c = q_e + 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 (SI) 또는 Q_e/3.861 (국내 관행)

④응축부하 q_c = q_e + w → 냉각탑 부하 연결

📝 대표 기출 유형

①q_e=140, w=35 kJ/kg일 때 COP는? (답: 4.0)

②G=0.1 kg/s, q_e=140 kJ/kg의 Q_e는? (답: 14 kW)

③Q_e=35.16 kW는 몇 RT(SI)인가? (답: 10 RT)