[공조냉동기계기사] 응축기 문제

응축기는 열교환기이다.

냉각매체 종류: 수냉식 , 공냉식,  증발식

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2019년 8월

> 전열면적 40㎡, 냉각수량 300L/min, 열통과율 3140 kJ/ ㎡ ㆍhㆍ℃인 수냉식 응축기를 사용하며, 응축부하가 439614 kJ/h일 때 냉각수 입구 온도가 23℃이라면 응축온도(℃)는 얼마인가? (단, 냉각수의 비열은 4.186 kJ/kgㆍK이다.)

정답: 29.42

해설:

사용공식 :
1) Q = mC($T_{w2}-T_{w1}$)
      (439614/60) =300 x 4.186 x (Tw2-23)
       Tw2=28.83 ℃
 2) Q = K· A · ∆tm
    439614 = 3140 x 40 x ∆tm
    ∆tm = 3.5  ℃
 3) ∆tm = Tc - $\frac{T_{w2}+T_{w2}}{2}$ 
     3.5 =Tc- $\frac{23+28.83}{2}$
     Tc = 29.415 ≒ 29.42 ℃

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2018년 3월

> 다음 조건을 이용하여 응축기 설계시 1RT(3320kcal/h)당 응축면적은? (단, 온도차는 산술평균온도차를 적용한다.)

방열계수 : 1.3
응축온도:35 °C
냉각수 입구온도:28 °C
냉각수 출구온도:32 °C
열통과율: 900kcal/ ㎡h °C

정답: 0.96
해설:
1. 산술평균온도차($\Delta T_m$) 
계산산술평균온도차는 응축온도($t_c$)와 냉각수의 평균 온도 사이의 차이입니다.$$\Delta T_m = t_c - \frac{t_{w1} + t_{w2}}{2}$$응축온도($t_c$): $35 \, ^\circ\text{C}$냉각수 입구온도($t_{w1}$): $28 \, ^\circ\text{C}$냉각수 출구온도($t_{w2}$): $32 \, ^\circ\text{C}$$$\Delta T_m = 35 - \frac{28 + 32}{2} = 35 - 30 = \mathbf{5 \, ^\circ\text{C}}$$
2. 응축기 방열량($Q_c$) 
계산$1RT$당 응축기에서 방출해야 할 열량은 냉동능력에 방열계수를 곱하여 구합니다.$$Q_c = \text{냉동능력} \times \text{방열계수}$$$$Q_c = 3,320 \, \text{kcal/h} \times 1.3 = \mathbf{4,316 \, \text{kcal/h}}$$
3. 응축면적($A$) 
계산열전달 공식 $Q = K \cdot A \cdot \Delta T_m$을 변형하여 면적($A$)을 구합니다.$$A = \frac{Q_c}{K \times \Delta T_m}$$열통과율($K$): $900 \, \text{kcal/m}^2\text{h}^\circ\text{C}$방열량($Q_c$): $4,316 \, \text{kcal/h}$온도차($\Delta T_m$): $5 \, ^\circ\text{C}$$$A = \frac{4,316}{900 \times 5} = \frac{4,316}{4,500} \approx \mathbf{0.959 \, \text{m}^2}$$

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2017년 3월

> 냉각수 입구 온도가 15˚C이며 매분 40L로 순환되는 수냉식 응축기에서 시간당 18000kcal의 열이 제거되고 있을 때 냉각수 출구온도(˚C)는?

정답: 22.5
해설: Q=m$C(T_2-T_1)$에서

$T_2=T_1+\frac{Q}{mC}$ = 15+$\frac{18000}{60}$/(40x1)