공조냉동기계산업기사 부하의 개요 — 냉방부하 구성과 현열·잠열 계산

냉방부하는 실내 온습도를 유지하기 위해 제거해야 하는 열량이다. 실내에서 발생하는 취득열, 외기 도입에 따른 부하, 송풍기 열부하를 합쳐 냉각코일이 처리할 용량을 정한다. 어느 항목이 코일 용량에 들어가고 빠지는지를 구분하는 것이 첫 단계다.

벽체를 통한 취득열은 상당외기온도차로 계산한다. 상당외기온도차는 실제 외기온도와 벽체의 열전달 특성, 일사 흡수 효과를 함께 반영한 값으로, 방위와 시각, 벽체 재료 같은 외부 요인에 따라 결정된다. 따라서 외벽을 통한 취득열량을 산정할 때 쓴다. 유리창은 일사취득열량이 주를 이루고, 내벽은 외기 영향을 받지 않으므로 같은 방식으로 계산하지 않는다.

현열과 잠열을 나누어 계산하는 것도 기본이다. 현열비는 현열부하를 총부하로 나눈 값이다. 침입외기에 의한 현열부하는 공기의 밀도와 정압비열, 풍량, 실내외 온도차를 곱해 구한다. 밀도 1.2kg/m³과 비열 1.0kcal/kg·℃을 적용하면 1.2×풍량×온도차의 구조가 된다. 잠열부하는 질량유량과 절대습도차에 기화잠열을 곱하며, 외기부하의 잠열은 qL = 597G(Xo-Xi)로 계산한다. 여기서 G는 질량유량, Xo와 Xi는 외기와 실내의 절대습도다. 체적유량이나 온도차를 잠열식에 넣으면 현열식과 뒤섞인다.

송풍기 열은 모터의 손실이 열로 바뀌어 공기 온도를 올리는 것이므로 순수 현열부하로 본다. 인체의 발열·발한과 극간풍은 온도와 습도를 함께 바꾸므로 잠열을 포함한다. 열 발생의 원인이 온도 상승인지 습도 변화인지를 보면 현열과 잠열을 가를 수 있다.

냉각코일 용량에는 실내취득열, 외기부하, 송풍기 열부하가 포함된다. 펌프와 배관의 열부하는 직접적인 냉방부하로 보지 않으므로 코일 용량 산정에서 제외한다. 부하의 시간적 발생도 함께 읽는다. 냉방부하는 일사의 영향이 큰 오후에 최대가 된다.

난방부하를 계산할 때는 실내 열발생을 일반적으로 고려하지 않는다. 조명과 기기, 재실자가 내는 열은 난방부하를 줄이는 요인이지만 그 영향이 작거나 변동이 커서 기준 계산에서는 빼고 다룬다. 반면 냉방에서 침기부하는 무시할 수 없는 주요 부하이므로 냉방과 난방의 계산 관행을 섞지 않는다.