개념 한 쪽
공조냉동기계기사 냉방부하 — SHF·재열부하·유효온도차
냉방부하 세트는 부하를 어디에 담을지 나누는 문제가 많다. 인체·조명기기·벽체 전도는 실내 취득 열량이지만 송풍기 발열은 덕트 내부 손실로 실내 직접 취득에 들지 않는다. 현열만 있는 부하(유리를 통과하는 복사열)와 잠열이 섞인 부하(인체·침기·습한 음료)를 가르는 것이 첫 관문이고, 그 위에 SHF·송풍량·재열부하·유효온도차가 얹힌다.
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뜻
냉방부하는 크게 실내부하·장치부하·동열부하로 나뉜다. 장치부하는 냉방 설비 자체가 돌아가며 생기는 부하로 송풍기 발열, 재열 코일 부하, 덕트 열손실이 여기 들고, 「전열부하」는 이 분류의 표준 용어가 아니다. 실내 취득 열량은 실내 공간에서 직접 생기는 열을 말하므로 인체·조명기기·벽체 전도는 해당하지만, 송풍기에 의한 취득열량은 덕트 내부의 마찰이나 모터 손실로 생기는 시스템 쪽 손실이라 실내 직접 취득 열량으로 분류하지 않는다.
현열과 잠열을 가르는 기준은 「수분이 움직이는가」다. 유리를 통과하는 복사열은 태양광·적외선 같은 전자기파로 전달되어 상대습도나 수분 함량과 무관하므로 잠열을 고려할 필요가 없고 순수한 현열부하이다. 반면 인체로부터의 발생열은 땀 증발에 따른 잠열을 포함하고, 뜨거운 음료에서는 수분이 증발하며, 틈새바람(침기)은 외부의 습한 공기가 들어오므로 셋 다 잠열부하를 함께 만든다.
SHF(현열비)는 실내 현열부하를 실내 현열부하와 실내 잠열부하의 합으로 나눈 값이다. 실내 현열 45,000 kcal/h·실내 잠열 22,000 kcal/h이면 45,000 ÷ 67,000 ≈ 0.67이고, 외기부하 5,800 kcal/h는 이 계산에 넣지 않는다. 송풍량도 현열부하를 기준으로 세운다 — 송풍량 = 현열부하 ÷ (비중량 × 비열 × 온도차)이므로, 현열 6,000 kcal/h·취출 온도차 10℃·비중량 1.2 kg/m³·비열 0.24 kcal/kg·℃이면 6,000 ÷ 2.88 ≈ 2,083 CMH가 되고, 잠열 1,000 kcal/h는 여기에 반영하지 않는다.
유효온도차(상당 외기온도차)는 실내와 외기의 단순 온도차가 아니라 일사량 같은 외부 환경 요소를 함께 고려해 냉난방 부하 계산에 쓰는 복합 온도차다. 계절·시각·방위에 따라 값이 달라지고 냉방부하 계산에 적용되며, 실내 조건과도 밀접하게 엮여 있으므로 「실내온도와 무관하다」는 설명은 성립하지 않는다.
재열부하는 냉각코일을 지나며 과도하게 냉각·제습된 공기를 실내에 공급하기 전에 적정한 온도로 되돌리는 데 필요한 열량이다. 냉각 후 다시 데운다는 점이 핵심이라, 문제는 재열의 목적과 이것이 냉각코일 용량 산출과 어떻게 얽히는지를 묻는 형태로 나온다.
예제
출제 패턴은 세 가지다. ① 부하 분류 판별 — 송풍기 발열을 실내 취득 열량으로 넣은 선지, 덕트 열손실을 장치부하에서 빼낸 선지, 「전열부하」를 장치부하로 끼워 넣은 선지가 오답이다. ② 현열·잠열 가르기 — 유리를 통과하는 복사열을 잠열 포함으로 본 선지와 인체·침기를 현열만으로 본 선지가 서로 반대 방향의 함정이다. ③ 계산·정의 — SHF에 외기부하를 넣거나 송풍량에 잠열을 더한 값이 오답으로 나오고, 유효온도차를 실내온도와 무관하다고 적은 선지도 오답이다. 재열부하는 정의와 목적을 설명한 선지 중 어긋난 것을 고르는 형태로 나온다.
자주 묻는 물음
- 냉방부하에서 실내 취득 열량에 들지 않는 것은 무엇인가요?
- 송풍기에 의한 취득열량입니다. 덕트 내부의 마찰이나 모터 효율에서 생기는 시스템 쪽 손실이라 실내에서 직접 생기는 열로 보지 않습니다. 인체·조명기기·벽체 전도는 모두 실내 취득 열량에 듭니다.
- 잠열을 고려하지 않아도 되는 냉방부하는 무엇인가요?
- 유리를 통과하는 복사열입니다. 전자기파로 전달되어 수분량과 무관하므로 현열만 보면 됩니다. 인체로부터의 발생열, 습한 음료, 침기(틈새바람)는 수분의 증발·유입을 수반하므로 잠열부하가 함께 붙습니다.
- SHF와 송풍량은 어떻게 구하나요?
- SHF는 실내 현열부하를 실내 현열부하와 실내 잠열부하의 합으로 나눈 값이고, 외기부하는 넣지 않습니다. 송풍량은 현열부하를 비중량×비열×온도차로 나누어 구하며 잠열부하는 반영하지 않습니다.
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