申論題

四、有一蒸氣壓縮系統，其性能係數（COP）為 3.4，制冷能力為 80 kW，此系統之凝結 器的凝結溫度是 50℃，進入凝結器的冷卻水溫度是 29℃，若希望冷卻水之出口溫 度為 40℃，試求： 註：水在本題溫度範圍之平均物性為： 密度 ρ = 996 kg/m3 比熱 Cp = 4190 J/kg·K 黏度 µ = 0.000772 Pa·S 傳導係數 k = 0.617 W/m·K

⑶若冷卻水管為銅製（conductivity k = 400 W/m·K），其外徑OD = 16 mm，內徑ID = 14 mm ，若由經驗知管外冷媒凝結之熱傳係數 h₀約 1600 W/m² ·K，凝結器為一雙迴路殼管 式熱交換器（two-pass shell and tube heat exchanger），有 21 根冷卻水管從一殼端之下 半部進入，如附圖，至殼內另一端迴轉之後，再回到進入端之上半部送出冷卻水。試 求此熱交換器之總熱傳係數（U₀），並估算冷卻水管之長度。（15 分）