공기조화 시스템 계획

공조 계획이란

공기조화 시스템 계획은 건물의 용도와 부하 조건, 에너지 성능, 유지관리성을 함께 고려하여 공조 방식과 설비 용량을 정하는 설계 과정이다.

설계는 순서가 정해져 있어서 앞 단계의 결과가 다음 단계의 입력이 된다.

핵심 키워드는 부하 계산, 현열비, 외기도입량, 유지관리성 등이다.

구성요소와 판단 기준

계획은 다섯 요소로 나눠 본다. 각 요소가 부하를 만들고, 나르고, 조절하는 방식을 먼저 정한다.

열원과 반송 설비는 부분부하 효율과 가변속 제어가 핵심 판단 기준이다.

환기설비는 열회수형 환기장치로 에너지 손실을 줄이고, 자동제어는 개방형 통신으로 데이터를 모은다.

현열비와 급기 상태

첫 단계는 실별 부하를 현열과 잠열로 나누는 것이다.

현열비 SHF는 전열부하 중 현열이 차지하는 비율이다. 현열을 현열과 잠열의 합으로 나눈 값이다.

SHF가 클수록 현열 위주의 공간이므로 급기 온도차를 크게 잡아 풍량을 줄일 수 있다.

이 값으로 급기 상태와 송풍량을 정한다.

외기 도입과 혼합

두 번째 단계는 외기도입량을 정하고, 외기와 환기의 혼합 상태를 정하는 것이다.

혼합공기 온도 Tm은 외기와 환기의 풍량 가중 평균이다. 외기 댐퍼 개도에 따라 Tm이 바뀐다.

외기냉방과 최소 외기량 확보를 함께 검토한다. 외기냉방은 실내 공기질을 저하시키지 않는 범위에서만 적용한다.

정답은 실내 공기질 저하 없이 총에너지비용을 줄일 수 있을 때다.

방식과 제어 선택

정풍량 방식은 부분부하에서 재열 에너지가 낭비되고, 변풍량 방식은 팬 동력을 줄일 수 있다.

채점에서는 대수제어와 가변속제어를 구분해야 한다. 둘 다 부하 변동에 따른 최적 운전이 목적이다.

변풍량을 쓸 때도 최소 외기량을 확보해야 한다. 풍량이 최소 풍량 아래로 내려가면 환기량이 부족해지기 때문이다.

정리와 확인

정리하면 계획은 부하 계산에서 출발하여 급기, 외기, 방식, 제어 순으로 진행한다.

1천 ㎡ 이상 신축은 기계부문 1번과 2번 항목을 각 0.8점 이상 확보해야 한다.

성능 검증에서 맞지 않으면 부하와 용량을 다시 계산한다.

직접 풀어 보자.

정답은 급기 상태와 송풍량이다. SHF로 온도차와 풍량을 정하기 때문이다.