취출기류 4역

정의

취출기류 4역은 취출구에서 나온 공기가 실내에서 거치는 흐름 영역을 네 개로 나눈 것이다.

실내 온도와 기류 분포, 쾌적성을 판단하는 기본 틀이다.

공조 설계와 취출구 선정, 드래프트 문제 진단의 출발점이다.

4역의 구간

먼저 등온 자유분류 영역이다. 취출구 근처에서 중심 속도가 거의 일정하게 유지된다.

다음은 천이 영역이다. 중심 속도가 빠르게 줄고, 이 구간에서 유효 도달거리가 정해진다.

그다음은 실내 기류 영역이다. 기류가 벽과 천장에 부딪혀 재순환을 만들고 온도가 평균에 가까워진다.

마지막은 거주역이다. 사람이 머무는 높이이며, 여기서 쾌적 범위를 판단한다.

천장과 바닥 취출

천장 취출은 고속 제트를 혼합 방식으로 내보낸다. 실내 혼합이 잘 되어 온도 편차가 작다.

바닥 취출은 저속 공기를 치환 방식으로 깔아 준다. 열원에 의해 상승하므로 점유역 공기질이 좋다.

두 방식은 4역의 길이와 형태가 달라진다. 천장 취출은 1·2역이 실내 기류에 크게 작용한다.

바닥 취출은 상층 온도가 높아지는 성층화가 나타난다. 이때 취출 온도차와 성층화 높이를 함께 검토한다.

풍속 감쇠 계산

자유 제트의 풍속 감쇠는 근사식으로 개략 구한다. 거리 x가 늘수록 풍속은 빠르게 줄어든다.

예로 취출 속도는 3 m/s, 면적은 0.04 m²이고 계수 K는 0.5다. 거리는 2 m로 본다.

면적의 제곱근은 0.2다. 각 값을 대입하면 풍속은 0.15 m/s가 된다.

풍량은 면적과 취출 속도의 곱으로 구한다. 이 예의 취출구 1개 풍량은 432 m³/h가 된다.

헷갈리는 점과 시험 포인트

흔한 실수는 4역을 거리 순서로만 나열하는 것이다. 각 역의 기류 특성을 함께 적어야 한다.

채점 포인트는 4역의 명칭과 순서, 각 역의 속도 특성, 실내 기류분포와의 연결이다.

작업역 풍속은 쾌적성 기준과 연결되므로, 기류 영역 설명 뒤에 풍속 제한을 덧붙이는 것이 좋다.

직접 풀어 보자. v_x 가 거리 x에 대해 어떤 관계인지 생각해 본다.

정리

취출기류 4역은 등온 자유분류, 천이, 실내 기류, 거주역 영역으로 나뉜다.

앞서 낸 문제의 답은 절반이다. v_x 가 거리 x에 반비례하기 때문이다.

시험에서는 각 역의 명칭과 속도 특성, 거주역 기류 판단을 함께 쓴다.