공조냉동기계산업기사 보건공조 및 산업공조 — 사람의 쾌적과 정밀 환경 제어

공기조화는 실내의 온도, 습도, 청정도, 기류를 조절해 쾌적한 환경을 만드는 기술이다. 이 가운데 일반 사람이 머무는 공간을 쾌적하게 만드는 것을 보건용 공조라 하고, 반도체 공장이나 컴퓨터실처럼 정밀한 환경 제어가 필요한 곳에 쓰는 것을 산업용 공조라 한다. 설비의 형태가 같아도 어느 쪽을 겨냥하느냐에 따라 설계의 기준과 허용 오차가 달라진다.

보건공조를 판단하는 기준은 사람이 느끼는 쾌적감이다. 실내 온열환경은 공기온도, 평균복사온도, 기류속도, 습도의 네 요소로 결정되며, 청정도는 공기 질 지표로서 이 네 가지에 들지 않는다. 기류속도는 0.1~0.2m/s일 때 쾌적하고 0.3m/s 이상이면 바람 쐬임 불쾌감이 생기므로, 보건공조에서는 기류를 이 범위 안에 두는 것이 중요하다. 체감을 수치로 비교할 때는 공기온도·습도·기류로 결정되는 유효온도를 쓰고, 대사량은 1met를 약 1kcal/kg·hr로, 의복 단열은 clo로 나타낸다.

산업공조는 사람의 쾌적보다 정밀한 환경 유지에 초점이 있다. 반도체 공장과 컴퓨터실이 대표적인 예로 제시된다. 이들 공간에서는 온도와 습도, 청정도 같은 조건을 정밀하게 제어해야 하므로, 보건공조와 같은 쾌적 범위만으로는 설계를 정할 수 없다.

두 갈래에 공통으로 적용되는 설계 원칙도 있다. 여름철 실내외 온도차를 과도하게 크게 잡으면 냉방 장치가 더 많은 에너지를 쓰게 되어 에너지 효율이 떨어지고 설비 비용과 결로 위험이 커진다. 따라서 어느 쪽이든 에너지 효율과 요구 조건 사이의 균형을 맞춰 적정 범위에서 조건을 정한다.

설비의 목적을 구분하는 것도 판단의 재료가 된다. 가습은 액체 상태의 물을 분무하는 에어워셔, 증기를 뿌리는 증기 분무, 물을 증발시키는 가습팬으로 이루며, 고체 상태인 얼음 분무는 가습이 아니라 냉방 효과만 낸다. 환기의 목적은 공기 정화, 열 제거, 습기 제거의 세 가지이고 소음 제거는 여기에 들지 않는다.

공조 설비가 다루는 열량의 기초도 함께 익혀 둔다. 1기압, 100℃의 포화수 5kg을 같은 온도의 건포화 증기로 만들려면 기화잠열 약 539kcal/kg에 질량을 곱해 2,695kcal가 필요하다. 상변화에 쓰이는 잠열과 온도 변화에 쓰이는 현열을 구분하는 것이 계산의 갈림길이다. 용어와 단위를 연결할 때도 물리량의 차원을 맞춰야 한다. 엔탈피는 단위 질량당 에너지이므로 kJ/kg 또는 kcal/kg으로 적는다.