공조부하와 장치 부하

공조부하의 정의

공조부하는 실내 온습도를 설계 조건으로 유지하기 위해 제거하거나 공급해야 하는 열량이다.

제거해야 할 열량은 냉방부하, 공급해야 할 열량은 난방부하라고 한다.

냉방에서는 실내로 들어오는 열을 제거하고, 난방에서는 실내가 잃는 열을 보충한다.

현열과 잠열

부하는 열의 성질에 따라 현열과 잠열로 나눈다.

현열은 물질의 온도를 바꾸는 열이고, 공기에서는 건구온도 변화로 나타난다.

잠열은 온도 변화 없이 수분 함량을 바꾸는 열이고, 공기에서는 절대습도 변화로 나타난다.

세 단계 부하

공조부하는 실 부하, 장치 부하, 열원 부하의 세 단계로 나눠 계산한다.

실 부하는 실 내부에서 직접 발생하고 유출입하는 열이다.

장치 부하는 실 부하에 외기부하, 송풍기 동력열, 덕트 침입열을 더해 공조기가 처리하는 열이다.

열원 부하는 건물 전체에서 냉동기나 보일러가 내야 하는 열량이다.

예제 1 현열비

실내 현열비는 실내 현열 부하를 현열과 잠열의 합으로 나눈 값이다.

현열 10,000W, 잠열 1,000W를 대입하면 분모는 11,000이 된다.

그래서 RSHF는 0.909이고, 소수 셋째 자리에서 반올림하면 0.91이다.

현열 부하가 대부분이므로 1에 가까운 값이 나오는 것이 상식 범위에 맞는다.

예제 2 취출 풍량

앞 문제의 정답은 0.8이다. 이제 현열 부하를 처리하는 취출 풍량을 구해 보자.

취출 공기가 현열 부하를 처리하므로 풍량은 q_s를 ρ·c_p·Δt로 나눠 구한다.

현열 10kW를 취출 온도차 10K로 처리하면 풍량은 0.833㎥/s이다.

시간 풍량으로 바꾸면 0.833 × 3600이므로 3,000㎥/h이다.

세 부하 정리와 실수

마지막으로 세 부하를 구분해 정리한다. 실 부하는 실 단위, 장치 부하는 계통 단위, 열원 부하는 건물 전체 단위다.

가장 흔한 실수는 실내 현열부하와 잠열부하를 합산해 장치 부하로 바로 쓰는 것이다.

장치 부하에는 외기부하와 송풍기 동력열, 덕트 침입열을 반드시 더해야 한다.

열원 부하는 계통 간 최대 부하 시각 차와 배관·펌프 열을 따로 반영해 정한다.