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(실기) 냉동공학 - 기출문제분석 16번 (page 61-62)
질문유형 온라인강의 > 공조냉동기계기사 필기+실기 종합반 > 강희중
글쓴이 신*철 등록일 2025.06.23 답변상태 답변완료
  • 저압수액기와 열교환기가 있는 장치도에서 P-h선도 그리는 과정에서 이해되지 않는 것이 있습니다.

    1. P-h 선도

    1->2->3->4->5까지는 이해 됩니다. 

    1) 그런데, 5에서 6 또는 7로의 과정이 포화액 상태로 가는 과정이라는 것이 이해되지 않습니다.

    2) 또, 혼동되는 것은 다른 P-h선도에서는 5-7이 Flash Gas라고 한 것인데, 여기서는 Flash Gas 상태는 건포화증기로서 h9라고 한 것입니다. 

    3) 그리고, 강의 중에 5->7이 팽창과정이라고 하셨는데, 5의 습증기가 팽창하면 7의 포화액 상태로 가는 것인가요?

    4) 그리고, 저압수액기와 증발기 입구 사이의 밸브는 4와 5 사이와 같이 교축작용을 하나요? 

    5) 그리고, 7->8의 상태변화보다 6->10의 상태변화가 왜 큰 지 이해 되지 않습니다.

  • 강희중 |(2025.06.24 16:40)

    네, 안녕하세요.

     

    1) 저압수액기를 갖고 있는 만액식 증발기의 특징 때문입니다.

     4-5는  팽창밸브를 통과하면서 플래쉬가스가 발생합니다.

     발생한 플래쉬가스(냉매 증기)는 바로 건포화 증기상태로 9로 유입이 되고 나머지 액(포화액)은 7의 상태로 증발기로 가는 구조입니다. 

     즉, 5의 상태에서 9와 7로 엔탈피 변화하며 가는 것이 아닌 5의 상태는 팽창밸브를 통과하면서 포화액(7)과 포화증기(9)가 공존하는 상태가 되는 것이고 이 상태가 둘로 나뉜 7과 9의 상태로 해석하여 하나는 압축기로 하나는 증발기로 가는 것입니다.

     

    2) 5-7의 엔탈피 변화만큼 플래쉬가스(냉매증기, 건포화증기)가 된다는 의미입니다.

     즉, 포화액 7과 건포화증기 9의 구간은 증발잠열구간으로 만약 1kg으로 가정하면 1kg 중 (5-7)/(9-7)의 비율이 플래쉬가스(냉매증기) 이고 (9-5)/(9-7)의 비율이 액(포화액)의 비율이 됩니다.

     

    3) 5-7은 위의 설명처럼 팽창과정이 아닙니다. 위의 설명처럼 5의 습증기가 팽창하여 7로 가는 것이 아닌 5의 습증기 중 7의 포화액만 이란 의미를 갖고 있습니다. 

     (습증기는 포화액과 건포화 증기가 공존하는 상태이고 선도상의 습증기 구간은 엔탈피의 변화된 정도 증 포화액과 건포화증기의 비율정도를 표현한 상태라고 이해하시면 됩니다.)

    영상에서는 따로 5-7구간이 팽창이라고 설명한 부분은 없는것 같은데 다시 확인 후 오류가 있으면 수정하도록 하겠습니다.

     

    4) 교축작용을 하지 않습니다. 증발기로 가는 냉매량을 조절하는 밸브입니다. 

     

    5) 흐르는 냉매량이 다르기 때문입니다. 7-8구간은 짧지만 많은 냉매액이 순환하면서 냉동을 하기 때문에 엔탈피 변화는 적지만 그 값은 많게됩니다.

     여기서 발생한 냉매증기는 9로 유입되는데 8의 상태는 위의 습증기 상태와 마찬가지로 (9-8)/(9-7)의 비율이 액이고 (8-7)/(9-7)의 비율이 냉매증기가 됩니다.

    냉동능력은 여기서 발생한 냉매증기가 포화액에서 포화증기까지 되는 증발잠열을 곱하여(Ge×(h9-h7)) 구할 수 있는데 조건의 상태로는 Ge가 얼마나 증발했는지 알 수 없기 때문에 해설 처럼 냉동 계의 열평형식으로 구하게 됩니다.

     6-10의 구간은 많은 엔탈피 변화가 있지만 6에서 10으로 흐르는 냉매량은 소량이기 때문에 실제 그 값은 작게 되며 많은 양의 액(3-4)에서 열교환하여 적은 양(6-10 구간 액)이 열을 얻기 때문에 엔탈피 변화가 많다라고 생각하시면 됩니다.

     

    상기 문제는 장치도에서 냉매의 양이 어디서 얼만큼 흐르는지를 이해해야 합니다.

     즉, 3-4 는 전체 순환량이되고

      5-9는 오일을 제거하기 위한 소량의 냉매액 흐름이고 이 양을 제외한 양이 9의 냉매증기 상태로 압축기로 가는 것이며

      7-8은 압축기를 통해 순환되는 것과 별도로 증발기 자체에서 순환하는 많은 양의 냉매흐름이 됩니다. 여기서 증발기에서 증발하는 Ge와 증발기를 순환하는 냉매의 양은 다릅니다.

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