개념 한 쪽
공기조화기는 공기와 냉매 또는 냉수를 이용해 실내 온열환경을 조절하는 설비로, 코일의 전면풍속, 가습 장치의 엘리미네이터, 설치 방식(각층 유닛 등) 같은 세부 요소가 성능과 유지관리 측면에서 중요한 영향을 미친다.
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출제기준 단원 「공기조화기」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 각층 유닛방식 특징 판별 | 1 | 분산된 설비의 장단점을 비교하여 잘못된 설명 가리기 |
| 냉수 코일 전면풍속 선택 | 1 | 전면풍속의 적정 범위를 묻는 선택지 판별 |
| 가습기 엘리미네이터 역할 | 1 | 엘리미네이터의 기능을 다른 장치와 구분하기 |
공기조화기의 냉수 코일은 공기와 냉수가 열교환을 하는 부분으로, 코일을 통과하는 공기의 속도인 전면풍속(단면을 지나는 공기 속도)이 설계상 핵심 변수가 된다. 전면풍속이 너무 낮으면 코일 면적이 커져 설비비가 증가하고 열교환 효율이 떨어질 수 있으며, 너무 높으면 압력손실과 팬 동력이 증가하고 드롭아웃(dropout) 같은 물방울 문제를 유발할 수 있다. 따라서 열교환 효율과 압력 손실, 드롭아웃을 균형시킨 범위로 2~3m/s가 적정 범위로 제시된다.
가습 장치에서는 분무수가 공기 흐름에 의해 외부로 비산되는 것을 방지하는 장치가 필요하다. 엘리미네이터(Eliminator)는 주로 가습기 하단에 설치되어 분무된 물방울이 공기 흐름에 의해 덕트나 실내로 나가는 것을 중력이나 방향 전환으로 분리·포획하는 역할을 한다. 엘리미네이터의 목적은 분무수 비산 방지로서, 분진 정화나 폐열회수와 같은 기능과는 구분된다.
공조설비의 배치 방식 중 각층 유닛방식은 건물 각 층에 독립된 공조기를 설치하는 방식이다. 이 방식은 각 층을 독립 운전할 수 있어 부분 운전이 용이하고 중앙 덕트를 줄여 천장 공간 확보에 유리하다. 반면 설비가 분산 설치되므로 소음·진동 문제가 실내에 가까이 발생할 수 있고, 유지보수와 관리 측면에서는 중앙 방식보다 번거롭고 관리 포인트가 많아 불리할 수 있다.
냉각코일을 통한 공기 처리에서는 바이패스 팩트(BF)와 컨택트 팩트(CF)가 전체 공기 중 서로 배타적으로 분할되는 비율이며 BF + CF = 1이 성립한다는 기본 정의를 항상 확인해야 한다. 또한 정풍량 시스템에서는 풍량이 일정하므로 현열 부하와 송풍온도차는 비례 관계를 이루어 부하 변화율만큼 온도차가 변한다고 해석할 수 있다.
냉수 코일 풍속 관련 문제는 제시된 값이 2~3m/s 범위에 있는지를 확인하면 정답 판단이 쉽다. 예를 들어 선지들에 0.5~1.5m/s, 2~3m/s, 5~6m/s 등이 나오면 2~3m/s를 선택한다. 가습기 관련에서는 엘리미네이터가 분무수 비산을 방지하는 장치임을 기억하여 분진 정화나 열교환 기능을 주장하는 선지를 배제한다.
각층 유닛방식 관련 문제에서는 '부분 운전 용이'와 '유지보수·관리 포인트 증가'라는 대조적 특징을 이용해 정답을 고른다. 유지보수가 용이하다고 주장하는 선지는 틀린 설명이므로 소거한다.
정풍량 단일덕트의 계산 문제 예시는 다음과 같다. 초기 현열부하 2000㎉/h과 온도차 10℃에서 부하가 1600㎉/h로 줄면 부하 비율은 0.8이므로 온도차도 10℃×0.8=8℃가 된다.
각층 유닛방식에 대한 설명 중 틀린 것은?
정답 ④ · 각층 유닛방식은 각 층마다 독립된 공조기가 설치되어 운전되므로 부분 운전이 용이하고, 대형 중앙 덕트가 불필요하여 천장 내 공간을 확보할 수 있다는 장점이 있습니다. 하지만 매 층마다 냉온수 배관과 소형 공조기가 설치되고 압축기 등이 가까이 있어 소음과 진동의 우려가 크며, 설비가 분산되어 있어 유지보수와 관리 측면에서는 오히려 중앙 방식보다 불리한 특징을 갖습니다.
각층 유닛방식은 설비가 분산되어 유지보수 및 관리 측면에서 중앙 방식보다 불리하다.
공기조화기 냉수 코일의 전면풍속(face velocity)으로서 적당한 것은?
정답 ② · 공기조화기 냉수 코일의 적정 전면풍속을 묻는 문제이다. 전면풍속은 열교환 효율과 압력 손실, 물방울 비산 여부를 고려하여 결정되며 일반적으로 2~3m/s가 적정하다.
냉수 코일의 전면풍속은 2~3m/s가 적정하며, 이 범위에서 열교환 효율과 압력 손실이 균형 잡힌다.
공기조화기내의 가습이나 감습 장치에 엘리미네이터(ELIMINATOR)가 설치되어 있다. 이것의 용도로 옳게 기술된 것은?
정답 ③ · 공기조화기 내 엘리미네이터의 용도를 묻는 문제이다. 엘리미네이터는 가습장치에서 분무된 물방울이 공기 흐름에 실려 덕트나 실 내부로 비산되어 나가는 것을 막는 장치이다.
엘리미네이터는 가습기 내부에서 분무수가 공기 흐름에 의해 외부로 비산되는 것을 방지하는 장치이다.
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