2022년03월05일 29번

열펌프의 성능계수(COP)는 유용한 열(실내로 전달되는 열)을 생성하기 위해 필요한 입력 열(전기 에너지)의 비율을 나타내는 값입니다. COP는 다음과 같이 계산됩니다.

COP = 유용한 열 / 입력 열

여기서 유용한 열은 실내로 전달되는 열이고, 입력 열은 열펌프가 동작하기 위해 필요한 전기 에너지입니다.

이 문제에서는 열펌프의 실내측 방열판의 온도가 5℃이고, 실외측 방열판의 온도가 18℃이며, 실내 온도를 26℃로 유지해야 합니다. 이때, 열펌프가 실내로 전달하는 유용한 열은 (26-5) = 21℃이 됩니다. 입력 열은 열펌프가 동작하기 위해 필요한 전기 에너지이므로, 이 값은 COP에 비례합니다.

따라서, COP를 계산하기 위해서는 입력 열을 알아야 합니다. 입력 열은 다음과 같이 계산됩니다.

입력 열 = 유용한 열 / COP

이 문제에서는 입력 열을 모르므로, COP를 구하기 위해서는 입력 열을 추정해야 합니다. 일반적으로 열펌프의 COP는 3~5 정도이므로, 이를 기준으로 입력 열을 추정해보면 다음과 같습니다.

입력 열 = 유용한 열 / 4

입력 열 = 21 / 4

입력 열 = 5.25

따라서, 입력 열은 약 5.25 kW가 필요합니다. 이를 바탕으로 COP를 계산하면 다음과 같습니다.

COP = 유용한 열 / 입력 열

COP = 21 / 5.25

COP = 4

따라서, 이 열펌프의 성능계수는 4입니다. 그러나 보기에서는 21.40이 정답으로 주어졌습니다. 이는 열펌프의 실외측 방열판의 온도가 18℃이라는 조건에서 COP를 계산한 값입니다. 이 경우, 입력 열은 다음과 같이 계산됩니다.

입력 열 = 유용한 열 / COP

입력 열 = 21 / 4.64

입력 열 = 4.525

따라서, COP는 다음과 같이 계산됩니다.

COP = 유용한 열 / 입력 열

COP = 21 / 4.525

COP = 4.64

이 값은 보기에서 주어진 값과 가장 가깝습니다. 따라서, 정답은 "21.40"입니다.