2014년 2회 6번 전열교환기 효율
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과정명: 공조냉동기계기사실기
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강사명: 임재기
전열교환기 효율에 대해 강의하실 때 외기온도가 배기온도(실내온도)까지 변하면 그 효율이 100%라고 하셨습니다.
만약 실내에서 배기하는 공기량이 외기량에 비해 매우 커서 배기의 열용량이 매우 크다면 외기는 배기온도까지 변할 수 있을 것입니다.
하지만 실제로는 도입하는 외기량과 배기량은 같고, 둘 다 같은 공기이므로 비열이 같아 도입 외기와 배기의 열용량이 같습니다.
따라서 외기와 배기가 섞이면 외기 온도가 아무리 높아져 봤자 외기와 배기의 중간온도까지 밖에 도달할 수 없습니다.
이마저도 열교환기 배관이 열저항으로 작용하여 외기는 중간온도까지 도달하기 어려울 것입니다.
1. 이 생각이 맞다면 문제에서 전열교환기를 지난 외기 상태 E점은 아무리 잘해봤자 33.5도와 26도의 중간온도인 29.75도 까지 밖에 도달할 수 없을 텐데 어떻게 28.4도 까지 냉각이 되었나요? 이는 아무리 생각해도 말이 안됩니다.
2. 도입 외기와 배기의 질량유량이 같으므로 두 기체간 열용량이 같아서 외기가 배기온도까지 변할 수 없음이 자명한데 왜 효율을 외기가 배기온도까지 변하는 것을 기준으로 보나요? 외기가 외기와 배기의 중간온도까지 변하는 것을 기준으로 봐야 타당하지 않나요?
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댓글
답변드립니다.
전열교환기 또는 현열교환기의 열교환 형태는 질문하신 것처럼 외기와 배기가 섞이는 것이 아닙니다.
외기가 배기가 열교환기 칸막이를 사이에 두고 흐르면서 열교환을 하는 형태 입니다.
효율이 100% 라는 것은 외기가 배기와 같은 상태(온도, 절대습도)가 된다는 것인데 외기와 배기가
섞여서 되는 것이 아닙니다. 따라서 효율이 100%라면 외기는 배기의 상태가 될 수 있는 것입니다.
그러나 지구상에서 어떤 열기관, 열교환기도 효율이 100%인 것은 없습니다.
(열역학 제2법칙에 위배됩니다.)
질문 2에서 말씀하신 것처럼 외기가 배기의 상태까지 변할 수 없음은 자명합니다.
그러나 외기가 배기의 상태까지 변한는 것을 효율 100%로 본다는 것입니다.
감사합니다.
강사 임재기
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