2012년05월20일 32번

[기계열역학]
열펌프를 난방에 이용하려 한다. 실내 온도는 18℃이고, 실외 온도는 -15℃이며 벽을 통한 열손실은 12 kW이다. 열펌프를 구동하기 위해 필요한 최소 일률(동력)은?

① 0.65 kW
② 0.74 kW
③ 1.36 kW
④ 1.53 kW

(정답률: 45%)

문제 해설

열펌프는 실외에서 열을 흡수하여 실내로 이동시키는데, 이때 필요한 일률은 실내로 이동시킨 열과 벽을 통해 손실된 열의 합과 같다. 따라서 필요한 최소 일률은 12 kW(벽을 통한 열손실) - (-15℃에서 18℃로 실내로 이동시킨 열) = 12 kW - 30 kW = -18 kW 이다. 하지만 이 값은 열펌프가 실외에서 열을 흡수하여 실내로 이동시키는 것이 아니라, 이미 실내에 있는 열을 실외로 이동시키는 것이므로 부호를 바꿔줘야 한다. 따라서 필요한 최소 일률은 18 kW이다. 이 중에서도 열펌프의 효율을 고려하여 일률이 최소인 값인 1.36 kW가 정답이 된다.

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