공기냉각코일

정의

공기냉각코일은 냉수를 관 안으로 순환시켜 관 밖 공기를 식히는 간접 열교환기다.

냉수코일, 핀, 열수, 유로는 시험 문제의 분류 축으로 반복해 나온다.

정의 문장 다음에 분류를 펼치면 채점 항목을 빠짐없이 채울 수 있다.

열 이동 경로

열은 공기에서 핀, 관벽을 거쳐 관 안의 냉수로 넘어간다.

공기 쪽 열전달 저항이 가장 커서 핀으로 전열면적을 넓힌다.

냉수는 온도가 올라간 채 냉동기로 돌아가 다시 냉각된다.

구성요소

구성요소는 전열관, 핀, 헤더, 엘리미네이터, 드레인 팬으로 나뉜다.

핀은 공기 쪽 전열면적을 넓히고, 엘리미네이터는 비말 응축수를 제거한다.

드레인 팬과 트랩은 응축수를 배수하므로 반드시 둔다.

현열과 잠열

코일 표면온도가 노점보다 높으면 절대습도는 변하지 않고 온도만 내려간다.

표면온도가 노점보다 낮으면 수증기가 응축되어 절대습도가 함께 내려간다.

이때 생기는 응축수는 드레인 팬으로 배출하며, 이 작용을 감습이라 부른다.

흐름 방향 비교

물과 공기의 흐름 방향에 따라 열교환 효율이 달라진다.

대향류는 효율이 가장 높고, 직교류는 중간, 병류는 가장 낮다.

대향류에 가까울수록 출구 공기 온도를 물 입구 온도 가까이까지 낮춘다.

계산 예

공기량 10,000㎥/h에서 엔탈피가 60에서 40kJ/kg으로 내려가는 코일을 계산한다.

냉각열량은 66.7kW다. 물 온도차를 5K로 두면 냉수 유량은 약 3.18kg/s다.

관 내경을 50mm로 두면 물 유속은 1.62m/s로, 일반 배관 설계 범위 안에 든다.

정리

공기냉각코일은 냉수로 공기를 식히고 제습하는 간접 열교환기다.

열수는 냉각열량을 열관류율, 면적, 대수평균온도차의 곱으로 나눠 구한다.

현열 부하만 보고 열수를 잡거나 산술평균 온도차를 쓰면 열수가 과소 산정된다.

냉각과 제습이 동시에 일어나므로 엔탈피차 기준으로 부하를 잡는다.