공조 에너지절약

공조 에너지절약의 정의

공조 에너지절약은 공조에 필요한 에너지를 최소화하는 종합 대책이다.

건축계획부터 유지관리까지 모든 단계가 하나로 연결된다.

기술사 시험에서 반복해서 출제되는 핵심 개념이다.

두 가지 원리

공조 에너지절약의 원리는 두 가지다.

첫째는 부하 자체를 줄이는 것이다. 외피 열관류율을 낮추고 틈새바람을 줄인다.

둘째는 같은 부하를 더 적은 에너지로 처리하는 것이다.

외피를 통한 전도 부하는 면적과 열관류율의 곱에 온도차를 곱한 값이다.

설계 절차

설계 절차는 외피 성능을 먼저 정하는 것에서 시작한다.

다음으로 외기량과 조닝으로 부하를 줄이고 기기 효율을 선정한다.

이후 열회수와 외기냉방으로 중간기 부하를 줄이고, 제어로 운전을 최적화한다.

외기냉방 계산 예

외기 엔탈피가 실내보다 낮으면 외기를 도입해 냉방열량을 줄일 수 있다.

실내 설정 엔탈피 50, 외기 엔탈피 40, 외기량 2.0 kg/s인 가상의 예다.

제거 가능한 냉방열량은 외기량에 엔탈피 차이를 곱해 구한다.

단위는 kg/s × kJ/kg = kW로 맞아떨어지므로 결과는 20 kW다.

송풍 방식 비교

송풍 방식에 따라 송풍기 동력이 크게 달라진다.

정풍량 방식은 부분부하에서도 송풍기 동력이 거의 줄지 않는다.

변풍량 방식은 송풍기 회전수를 낮추어 동력을 줄이므로 절감 효과가 크다.

대온도차 시스템은 냉수 온도차를 키워 유량을 줄이는 방식이다.

헷갈리기 쉬운 점

첫째, 에너지절약을 기기 효율 향상으로만 설명하면 안 된다.

둘째, 외피 단열만 강조하고 기밀과 열교를 빼는 경우가 많다.

셋째, 단위와 조건이 빠진 수치는 감점 요인이다.

정리

공조 에너지절약은 다섯 가지 축으로 정리된다.

외피 단열·기밀, 공조 부하 저감, 열원·반송 효율, 제어, 유지관리가 그것이다.

부하 저감, 기기 효율, 운전 최적화를 통합해 평가해야 한다.