공기조화방식과 습공기선도·냉방부하·송풍량 계산

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1 출제 포인트 — 이렇게 나옵니다

15문항
19개년 기출 중 이 개념이 인용된 문항
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출제된 회차
습공기의 상태변화
가장 자주 함께 나온 논점 (1문항)

출제 회차 11회 · 12회 · 13회 · 14회 · 15회 · 16회 · 17회 · 18회 · 19회 · 21회

2 쉬운 설명

공기조화 = 공기의 온도·습도를 맞춰 방으로 보내는 일

먼저 습기를 품은 공기(습공기)의 온도 세 가지를 구분하고, 방에서 생기는 열을 찬 공기로 얼마나 실어 낼지(송풍량) 계산한 뒤, 그 공기를 어떤 방식으로 보낼지 고릅니다.

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습공기의 세 온도

공기 상태건구·습구·노점온도이유
상대습도 100%(포화)세 온도가 같다수증기를 더 담을 수 없어 조금만 식어도 이슬이 맺힙니다
상대습도 100% 미만건구 > 습구 > 노점물이 증발하며 열을 빼앗아 습구온도가 더 낮습니다

노점온도는 절대습도가 정합니다. 절대습도가 그대로면 건구온도만 올려도 노점온도는 그대로이고, 건구온도가 그대로인데 절대습도만 오르면 습구온도는 높아집니다. 엔탈피는 온도를 올리는 데 쓰인 열(현열)에 수증기가 가진 열(잠열)을 더한 값입니다.

송풍량은 이렇게 구한다

방에서 생기는 열을 찬 공기로 실어 내는 일이라, 찬 공기 1 ㎥가 실어 낼 열(밀도 × 비열 × 온도차)로 현열부하를 나누면 됩니다.

온도차 26 − 16 = 10 K→1.2 × 1.01 × 10 = 12.12→10.1 ÷ 12.12 = 0.8333 ㎥/s→× 3,600 = 3,000 ㎥/h

공조방식 비교

방식좋은 점아쉬운 점
전공기방식공기가 곧 환기량이라 환기가 쉽고 외기냉방도 된다. 실내 수배관이 필요 없다덕트 공간이 많이 든다
전수방식(팬코일 유닛방식)덕트 공간이 거의 안 들고, 유닛마다 조절해 실별 조절에 적합하다바깥공기를 들일 길이 없어 환기가 약하다
정풍량 단일덕트시스템이 간단하고 외기냉방이 된다공기량이 고정이고 온도만 바꾸므로 부하특성이 다른 여러 실에는 맞지 않는다
변풍량 단일덕트개별제어가 되고 칸막이 변경·부하 변동에 유연하며, 부분부하에서 반송동력을 아낀다유닛과 제어장치가 붙어 설비비가 더 들고, 부하가 줄면 환기가 모자랄 수 있다
이것만은 헷갈리지 말자
  • 엔탈피는 현열만이 아니라 현열 + 잠열입니다. 유효온도는 체감 지표라 습공기선도에서 읽는 값이 아닙니다.
  • 냉방부하를 셀 때 사람(재실자)이 내는 열도 넣습니다.
  • 변풍량방식은 정풍량방식보다 설비비가 더 듭니다. 이중덕트는 냉풍·온풍을 섞어 버리는 방식이라 에너지 절약에 유리하지 않습니다.
  • 에어핸들링유닛에 재생기는 없습니다. 급수·급탕 조닝은 공조 조닝이 아닙니다.

3 이 개념이 나온 기출문제

해설·법령 근거까지 가입 없이 보실 수 있습니다. 최신 5개년 문항은 여기 나오지 않습니다.

4 체크리스트 + 암기팁

암기팁 포화(100%) → 건구 = 습구 = 노점 / 노점은 절대습도가 정한다.
암기팁 송풍량(㎥/h) = 현열부하(kW) × 3,600 ÷ (1.2 × 1.01 × Δt).
함정 주의 엔탈피는 현열 + 잠열 — 습공기에서 잠열을 빼면 틀린다.
  • 습공기선도 — 포화(상대습도 100%)이면 건구 = 습구 = 노점, 아니면 건구 > 습구 > 노점. 노점은 절대습도가 정하므로, 건구온도가 같을 때 상대습도가 높으면 절대습도도 높아 노점온도도 높아진다. 절대습도가 커지면 수증기분압이 커지고, 비용적은 건구온도가 높을수록 커진다. 현열비는 전열량에 대한 현열량의 비율이다.
  • 냉방부하는 실내부하(재실자의 현열·잠열, 조명·기기 발열, 외피 전도·일사)와 장치부하, 외기부하로 이루어진다. 재실자 발열은 반드시 넣는다. 실내외 온도차가 클수록 열손실이 늘고, 열관류율이 낮을수록 줄며, 최대 열부하 계산으로 공조기 송풍량을 정할 수 있다.
  • 송풍량 Q = q ÷ (ρ × cp × Δt). 제19회: 10.1 ÷ (1.2 × 1.01 × 10) = 0.8333 ㎥/s 이고, 시간당으로 고치려고 3,600을 곱하면 3,000 ㎥/h. 송풍기 상사법칙은 풍량 ∝ 회전수, 전압 ∝ 회전수의 제곱, 축동력 ∝ 회전수의 세제곱이다. 제17회 114번: 처음 축동력은 풍량 × 전압 ÷ 효율 = (1,200 ÷ 3,600) ㎥/s × 300 Pa ÷ 0.5 = 200 W = 0.2 kW 이고, 회전수를 500 rpm → 1,000 rpm 으로 두 배 올리면 축동력은 2의 세제곱인 여덟 배가 되어 1.6 kW 다.
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  • 공조방식은 전공기·공기수·전수·냉매 방식으로 나뉜다. 고성능 필터를 중앙 공조기에 달아 청정도를 높일 수 있는 쪽은 전공기방식이다. 정풍량 단일덕트는 부하특성이 다른 여러 실·존에 못 맞고 외기냉방이 되며 시스템이 간단하다. 변풍량 단일덕트는 개별제어와 칸막이 변경·부하 변동에 유연하지만 정풍량보다 복잡하고 설비비가 더 든다. 팬코일 유닛방식은 각 유닛마다 조절할 수 있어 실별 조절에 적합하다. 전폐형 변풍량 유닛은 비사용실 공조를 멈춰 에너지를 아낀다. 이중덕트는 혼합손실로 에너지 소비가 많다.
  • AHU(에어핸들링유닛) = 에어필터·냉온수코일·가습기·송풍기이며 재생기는 흡수식 냉동기의 기기다. 공조 조닝 = 방위별·실 용도별·사용시간별·부하특성별이다. 급수·급탕 조닝은 수압을 나누는 것이고, 조명방식·열원방식은 구역을 가르는 기준이 아니다.
  • 에너지절약 — 열원기기는 대수분할 또는 비례제어운전, 공조기 팬은 가변익축류·흡입베인·가변속제어, 순환수 펌프는 대수제어 또는 가변속제어를 권장한다. 냉난방 중 외기도입량은 최대로 하지 않고 필요한 만큼으로 하며, 중간기에 외기 엔탈피가 실내보다 낮으면 외기를 냉방에 쓴다(이코노마이저시스템 등). 히트펌프 난방은 보조열원 운전을 최소화한다.

5 예제 — 이 개념, 실제로 이렇게 나왔습니다

제21회 공동주택시설개론 109번습공기선도상에서 습공기의 성질에 관한 설명으로 옳은 것은?옳은 것 고르기해설 보기 →제19회 공동주택시설개론 119번냉방 시 실온 26 °C를 유지하기 위한 거실 현열부하가 10.1 kW이다. 이때 실내 취출구 공기온도를 16 °C로 설정할 경우 필요한 최소 송풍량(m³/h)은 약 얼마인가? (단, 공기의 밀도는 1.2 kg/m³, 정압비열은 1.01 kJ/kgㆍK로 한다.)계산해설 보기 →제18회 공동주택시설개론 103번습공기에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?옳지 않은 것 고르기해설 보기 →

6 이론 근거 — 정의가 곧 정답입니다항목 3개 · 눌러서 펼치기눌러서 닫기

습공기와 습공기선도
비포화 공기는 건구온도 > 습구온도 > 노점온도이고, 포화공기는 세 온도가 같다. 절대습도가 일정하면 노점온도는 일정하다. 습공기선도는 건구온도·절대습도·상대습도·엔탈피·비용적·노점온도의 관계를 한 장에 나타낸 선도로, 엔탈피는 현열과 잠열의 합이다. 엔탈피는 공기가 가진 열의 총량으로, 온도에 습기가 품은 열까지 합쳐 나타낸 값이다.
출처: 기출 해설의 이론·기준 근거 종합 · 이 개념 기출 15문항 중 15문항의 근거
냉방부하와 송풍량
냉방부하는 외피를 통한 전도·일사부하와 인체·조명·기기의 실내 발열, 환기로 들어오는 외기부하, 송풍기·덕트의 장치부하로 이루어진다. 현열부하와 송풍량의 관계는 q = Q × ρ × cp × Δt 이며, 공기 밀도 1.2 kg/㎥, 정압비열 1.01 kJ/kgㆍK 를 쓰면 송풍량은 현열부하를 (1.2 × 1.01 × Δt)로 나눈 값이다. 같은 송풍기에서 풍량은 회전수에 비례, 전압은 회전수의 제곱에 비례, 축동력은 회전수의 세제곱에 비례한다.
출처: 기출 해설의 이론·기준 근거 종합 · 이 개념 기출 15문항 중 15문항의 근거
공기조화방식·조닝·에너지절약
공조방식은 전공기ㆍ공기수ㆍ전수ㆍ냉매 방식으로 나뉘며, 열을 나르는 매체가 무엇인가에 따라 덕트 소요와 환기ㆍ청정도 특성이 갈린다. 전공기 방식(정풍량·가변풍량 단일덕트, 이중덕트), 수-공기 방식, 전수 방식(팬코일 유닛방식)은 개별제어성·외기냉방 가능 여부·시스템의 복잡성에서 서로 갈린다. 변풍량방식은 개별제어성과 반송동력 절감이 장점이고, 설비비 증가와 저부하 시 환기량 부족이 단점이다. 에어핸들링유닛은 여과·냉각·가열·가습·송풍을 한 케이싱 안에서 처리하는 장치로, 흡수식 냉동기의 재생기는 여기에 속하지 않는다. 공기조화 계통은 방위별·실 용도별·사용시간별·부하특성별로 나누어 각 구역의 부하 변동에 따로 대응하도록 계획한다. 도입한 바깥 공기를 실내 조건으로 만드는 데 드는 열이 외기부하이므로 냉난방 중 도입량을 늘리면 에너지 소비가 늘고, 바깥 공기의 엔탈피가 실내보다 낮은 시기에는 그 공기 자체가 냉방 수단(외기냉방)이 된다.
출처: 기출 해설의 이론·기준 근거 종합 · 이 개념 기출 15문항 중 15문항의 근거
이 단원 기출문제 보기가입 없이 · 공기조화·환기·냉동설비이 단원 문제 풀어보기 — 도장깨기가입하면 열립니다

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