개념 한 쪽
냉방부하와 난방부하는 같은 실이라도 계산에 넣는 항목이 다르다. 난방은 밖으로 빠져나가는 열이 중심이고, 냉방은 실내에서 생기는 열까지 더해야 한다. 부하를 알면 필요한 송풍량과 장비 용량을 계산할 수 있다.
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출제기준 단원 「공기조화부하」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 침입 열량 계산 | 1 | 침입하는 외기로 잃는 열량 구하기 |
| 부하 계산 유의사항 | 1 | 냉난방 부하 계산 태도 중 옳지 않은 것 고르기 |
| 냉방 필수 항목 가리기 | 1 | 난방에서는 계산하지 않는 냉방 필수 항목 고르기 |
난방부하는 외기와의 온도차에 의한 관류부하가 중심이다. 반면 냉방부하는 외부에서 들어오는 열뿐 아니라 인체, 조명처럼 실내에서 발생하는 열을 반드시 계산에 넣는다. 난방에서는 인체와 조명의 발생열이 실내를 덥히는 요인이라 부하를 줄여 주므로 제외한다.
송풍량은 취득 현열부하를 공기의 정압비열과 온도차로 나누어 구한다. 냉방부하 42,000kJ/h, 실온 26℃, 취출온도 16℃, 비열 1.2kJ/m³·K이면 온도차 10℃이므로 송풍량은 42,000을 1.2×10으로 나눈 3,500m³/h가 된다.
현열부하가 8,500W, 잠열부하가 2,500W이고 실온 26℃, 취출온도 15℃, 비열 1.21kJ/m³·K이면 현열부하를 시간당 열량으로 바꾸어 30,600kJ/h로 만든 뒤 1.21×11로 나누어 약 2,299m³/h를 얻는다. 잠열부하는 송풍량 계산에 넣지 않는다.
현열비는 현열을 전체 열량으로 나눈 값이다. 현열 35,000W와 잠열 9,000W이면 35,000을 44,000으로 나눈 약 0.8이 된다.
외기 침입에 의한 손실열량은 체적에 비중량, 비열, 온도차를 곱해 구한다. 바닥 6m×10m, 천장고 2.5m인 실은 체적 150m³이고, 비중량 1.2kg/m³, 비열 0.24kcal/kg℃, 온도차 25℃이면 150×1.2×0.24×25로 1,080kcal/h가 된다.
에너지절약 설계에서는 급탕용 저탕조를 레지오넬라균 증식을 막기 위해 60℃ 이상으로 유지한다. 냉방부하가 큰 실은 공조장치 용량만 늘리기보다 단열을 개선하는 것이 우선이다.
학습목표: 냉방 부하로 치는 실내 발열량의 개략치를 활용할 수 있다.
<표 1-7> 은 대표적인 경우의 바닥 면적당 실내 발열량(냉방부하)의 개략치를 요약한 것이다.
NCS 학습모듈 1403030105 공기조화설비 설계 · 1-1. 건물의 설계조건 조사
부하 문제는 냉방과 난방의 계산 항목을 서로 바꾸어 놓는다. 난방에서 인체 발열을 반드시 계산한다고 하거나, 냉방에서 인체 발열을 제외하면 틀리다. 송풍량을 구할 때 잠열부하를 넣거나 정압비열과 온도차를 곱하는 선지도 함정이다. 현열비를 현열 나누기 잠열로 계산하는 것도 어긋난다.
실의 크기가 6m x 10m, 천정고가 2.5m인 사무실의 실내 온도를 20℃로 유지하고자 한다. 외기온도가 -5℃이고 시간당 1회의 외기가 침입한다고 할 경우 외기에 의한 손실 열량은 몇 kcal/h 인가? (단, 공기의 정압비열은 0.24kcal/kg℃, 비중량은 1.2kg/m³로 한다.)
정답 ③ · 외기 침입에 의한 손실 열량을 구하는 문제이다. 환기 손실 열량은 Q = V × γ × c × ΔT 공식으로 계산하며, 먼저 실의 부피를 구한다.
외기 침입 열량은 '체적×비중량×비열×온도차' 공식으로 계산하며, 단위 환산에 주의한다.
냉ㆍ난방 부하 계산시 유의할 사항에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
정답 ③ · 냉난방 부하 계산 시 유의사항 중 옳지 않은 것을 찾는 문제이다. 부하계산 결과 열손실이 너무 크면 공조장치 용량 증설로 처리하기보다 단열재 보강 등 건축적인 수법으로 근본적으로 해결하는 것이 에너지 효율 측면에서 타당하므로, 건축적 수법으로 해결하지 말라는 3번은 옳지 않다.
열손실이 클 경우 공조장치 용량만 늘리기보다 건축적 단열 개선이 우선되어야 한다.
다음 중 냉ㆍ난방부하의 계산에서 난방의 경우는 일반적으로 고려하지 않으나 냉방의 경우는 반드시 계산해야 하는 항목은?
정답 ③ · 난방부하는 주로 겨울철 외기와의 온도차로 인한 관류 현상과 도입 외기의 가열에 소요되는 열량을 기준으로 산정합니다. 그러나 냉방부하 계산에서는 외부 온도뿐만 아니라 실내에 체류하는 사람들이 발산하는 발열량(인체부하), 조명기기 발열, 태양 복사열 등을 반드시 추가로 고려해야 합니다.
난방은 외부 차열이 주역이나, 냉방은 인체 발열이 내부 부하로 작용하여 반드시 계산해야 한다.
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