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제목
응축기 열통과(관류)율 관련 질문
질문유형 온라인강의 > 공조냉동기계기사 실기 종합반 > 강희중
글쓴이 백*비 등록일 2025.02.27 답변상태 답변완료
  •  안녕하십니까 교수님 응축기 열통과(관류)율 관련 질문드립니다. 실기 문제 중 응축기의 열통과(관류)율을 구하는 문제 중 외측(외표면적 기준) 혹은 내측(내표면적 기준)으로 구하라고 조건이 주어지는 문제가 있는 반면, 어느 것으로 구하면 되는지 직접적으로 조건이 주어지지 않은 문제(ex. 냉각관의 열관류율을 구하시오)가 간혹 보입니다. 이처럼 문제상에서 조건이 직접적으로 주어지지 않은 경우, 무엇을 기준으로 외측(외표면적 기준) 혹은 내측(내표면적 기준)인지 파악하면 되는지 궁금합니다. 추가로 따로 정해진 공식 같은 내용(ex. R-22 수냉 횡형다관식 응축기 경우, 냉매측이 외측이다)이 있으면 알려주시면 감사하겠습니다.

  • 강희중 |(2025.02.28 11:31)

    네, 안녕하세요~

    응축기의 열통과율은 나관일 경우와 핀이 부착되어 있는 경우로 나뉩니다.

     

    1) 나관일 때는 보통 내 외면적비차가 크지 않기 때문에 보통은 내외면적비를 무시하고 계산하게 됩니다.

     따라서 조건없이 문제가 출제됩니다.

     하지만 실제는 내경와 외경의 차로 약간의 면적비가 발생하기 때문에 일부 문제에서는 내경과 외경 또는 내경과 관 두께를 주어지고 내면 또는 외면을 기준으로 하라 하면 

     내경과 외경의 차로 발생하는 내외면적비를 구해서  계산해야 합니다.

     

     이때 내면 기준인지 외면기준인지는 문제에서 주어지는 경우가 대부분이며 주어지지 않았을 때는 임의로 선택해서 계산하면 되는데 이러면 수험자간의 정답이 양분되어 채점에 어려움이 발생할 수 있기 때문에 많은 문제에서 주어진다고 생각하시면 됩니다.

     

    참고로  나관을 사용하는 경우는 주로 냉매가 암모니아이고 냉각수로 냉각시킬 경우입니다.

     여러 유체의 열전달량을 보면 

     암모니다>물> 플루오르카본>>    공기 순으로

     열전달이 좋은 암모니아와 물의 열교환에서는 핀 튜브 응축기를 사용하지 않아도 됩니다.

     

    2) 하지만 플루오르카본냉매나 공기와의 열전달은 열전달량이 좋지 않아 사용하는 유체 중 열전달이 낮은 쪽에(냉매-공기 일때 공기측, 냉매-물일 경우 냉매측) 핀튜브를 사용하게 되는데 이때 핀을 설치한 곳의 면적이 넓어지면서

     내면과 외면의 면적이 달라지게 되며 

    qc=KAdt에서 내 외면적이 달라 면적을 어느면으로 기준(1m2)으로 하는지에 따라 열통과율이 달라지기 때문에 

     내외 면적비를 이용하여 한 면을 기준으로 열통과율을 계산하게됩니다.

     이때 많은 수험생들이 혼란스러워 하지만

     열통과율 계산은 다음과 같이 정리 됩니다.

     

     ① 외면 핀(로우핀) - 내면  일때 면적이 

        - 외면기준(1m2)이면  내면에는 핀이 없어 전열면이 비만큼 작아지게 되며 내면이 접한 부분은 외면에 비해 전열량이 작아지게 되므로 저항을 내외면적비만큼 높게 계산

        - 내면기준(1m2)이면  외면에 핀이 있어 전열면이 비만큼 커지게 되므로 외면에 접한 부분은 전열량이 많아지게 되어 저항이 내외면적비만큼 작게 계산

     

     ② 외면  - 내면(이너핀)  일때   위의 반대의 상황이 되면서

      - 외면기준(1m2)이면 내면에 핀이 있어 전열면이 비만큼 커지게 되므로 내면이 접한곳은 전열량이 많아지게 되어 저항이 내외면적비만큼 작게 계산

      - 내면기준(1m2)이면 외면에는 핀이 없어 전열면이 비만큼 작아지게 되며 외면에 접한 부분은 외면에 비해 전열량이 작아지게 되므로 저항을 내외면적비만큼 높게 계산  

     이렇게 구분하여 이해하고 식으로 암기하시면 됩니다.

     

     1)에서 언급한 바와 같이 내외면적비를 주고 어떤 면을 기준으로 하라는 조건이 없으면 임의로 위 네가지 중 상황을 판단하여 내면기준이든 외면기준이든 계산하시면 됩니다.

     다만, 이 경우 답이 양분되기 때문에  조건이 없는 문제가 나오는 경우는 확률적으로 낮다고 볼 수 있습니다. 

     

    3) 여러 경우가 발생하기 때문에 기본식에서 조건을 보고 판단하여 문제를 풀어가야 합니다.

     본문 응축기 기출문제 분석(102페이지~)을 통해 문제 푸는 방향을 잡아가시면 됩니다.

     기출문제는 복원문제이기 때문에 실제 문제처럼 조건을 확실히 제시 하지 못한 경우도 있어 궁금한 사항은 언제든 질문 바랍니다.

     

     참고로 내외측을 몇 가지를 정리 하면

       암모니아냉매-물  → 주로 나관 (주로 외면이 냉매)

       플루오르냉매- 물 →  주로 수냉식 냉각관을 이용하며 외면이 냉매이므로 로우핀

       냉매 - 공기 → 로우핀으로 내면이 냉매 외면이 공기

       증발식 응축기 → 관에 냉매가 흐르므로 외면이 물

       

    감사합니다.

     

       

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