개념 한 쪽
공기조화 설계는 실내에서 생기는 열을 얼마나 빼내야 하는지에서 출발한다. 현열과 잠열을 나누어 세고, 온도차와 비열로 필요한 송풍량을 계산한다. 난방 방식과 배관 방식도 설계 조건에 맞추어 고른다.
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출제기준 단원 「공기조화설비 설계조건」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 방식 설명 확인 | 2 | 변풍량·복사난방 방식 설명 고르기 |
| 송풍량 계산 | 1 | 현열 부하와 온도차로 송풍량 구하기 |
가장 자주 묻는 것은 방식 설명 확인입니다.
현열비는 전체 취득열량 중 현열이 차지하는 비율이다. 현열 35,000W와 잠열 9,000W이면 전체는 44,000W이고, 현열비는 35,000을 44,000으로 나눈 약 0.8이 된다. 현열비는 송풍 상태와 실내 상태를 잇는 기준이 된다.
송풍량은 취득 현열량을 공기의 정압비열과 온도차로 나누어 구한다. 취득 현열량 32,000kcal/h, 실온 26℃, 취출온도 16℃, 정압비열 0.288kcal/m³℃이면 온도차는 10℃이고 송풍량은 32,000을 0.288×10으로 나눈 약 11,111m³/h가 된다. 온도차가 커지면 같은 열량을 빼내는 데 필요한 풍량은 줄어든다.
난방 방식도 특성이 다르다. 복사난방은 방열기를 설치하지 않아 바닥면 이용도가 높고 온도분포가 균등하며 쾌감도가 높다. 온수난방의 복관식에서 역환수 방식을 쓰는 것은 각 라디에이터까지 배관 길이를 비슷하게 맞추어 수력적 균형을 이루고 순환량을 평균화하기 위해서다.
공기조화 방식의 설계 조건도 구분한다. 전수방식은 물을 운반해 에너지 효율이 높지만 각 실의 개별 제어가 어렵고 배관 누수 위험이 있다. 가변풍량 방식은 풍량을 조절해 에너지를 절감한다.
학습목표: 실내 열평형으로 송풍량을 계산할 수 있다.
G ＝ qS＋qL (h 1－h 4) ＝ qS 1.01(t 1－t 4) Q ＝ qS＋qL 1.2(h 1－h 4)
NCS 학습모듈 1403030105 공기조화설비 설계 · 2-2. 부하 계산서 작성
설계조건 문제는 현열과 잠열의 합과 송풍량 공식을 흔든다. 현열비를 현열 나누기 잠열로 계산하거나, 송풍량에서 온도차를 빼고 계산하면 틀리다. 취득 현열량에 정압비열을 곱하고 온도차를 나누는 식으로 공식을 뒤집는 선지도 함정이다. 역환수 방식을 배관 길이를 짧게 하기 위한 것으로 소개하거나, 복사난방에 방열기가 필수라고 하는 설명도 어긋난다.
가변풍량(VAV) 방식에 대한 설명으로 옳은 것은?
정답 ① · 가변풍량 방식에 대한 옳은 설명을 고르는 문제이다. 가변풍량 방식은 실내 열부하 변동에 따라 송풍 온도가 아니라 풍량을 변화시켜 실내를 제어하는 방식으로, 필요한 만큼만 송풍하므로 송풍 동력이 절감되어 정풍량 방식에 비해 에너지 절감 효과가 크다.
가변풍량(VAV)은 풍량을 조절하여 에너지를 절감하므로 에너지 절감 효과가 크다는 ①이 옳은 설명이다.
방의 취득 현열량이 32,000 kcal/h로 산출되었다. 실온을 26°C로 유지하기 위해 16°C의 공기를 취출하도록 계획되었다. 실내로의 송풍량은 몇 m³/h가 되는가? (단, 공기의 단위체적당 정압비열은 0.288㎉/m³°C으로 한다.)
정답 ② · 냉방 부하 공식 Q = 0.288 * L * ΔT를 이용하여 풍량(L)을 구할 수 있습니다. 여기서 Q는 취득 현열량 32,000kcal/h, ΔT는 실내외 온도차(26-16=10°C)입니다.
현열부하 공식 Q=0.288×L×ΔT에서 풍량 L=Q/(0.288×ΔT)로 계산하면 11,111m³/h가 된다.
공기조화방식 중 전수방식으로 덕트 샤프트나 스페이스가 필요 없거나 작아도 되나 외기량이 부족하여 실내공기의 오염이 심할 수 있는 방식은?
정답 ④ · 덕트 샤프트가 필요 없거나 작아도 되나 외기량이 부족해 실내공기 오염이 우려되는 공기조화 방식을 묻는 문제이다. 팬코일유닛방식은 각 실이나 구획마다 팬코일유닛을 설치하여 실내 공기를 순환시키며 냉난방하므로 대형 덕트나 샤프트가 불필요하다는 장점이 있다.
팬코일유닛방식은 실내기에서 냉난방을 처리하여 덕트나 공간이 적게 필요하지만, 외기 공급이 제한적이어서 실내 공기 오염이 심해질 수 있는 방식이다.
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