냉방부하 계산

정의

냉방부하는 실내 온도와 습도를 설정값으로 유지하기 위해 제거해야 하는 현열과 잠열의 합이다.

현열은 온도 변화로 나타나는 열이고, 잠열은 수증기의 응축이나 증발에 쓰이는 열이다.

따라서 냉방부하는 현열부하와 잠열부하를 더해 구한다.

구성 요소

냉방부하는 침입열, 내부 발생열, 외기 부하로 나뉜다.

침입열은 벽·지붕·창을 통해 들어오는 열이고 극간풍도 여기에 포함된다. 내부 발생열은 재실자, 조명, 기기에서 나온다.

실 냉방부하에 외기 부하를 더하면 장치 냉방부하가 된다.

각 요소는 현열과 잠열로 나누어 계산한다.

열취득과 시간 지연

열취득은 공간으로 들어오거나 생기는 열의 비율이다. 냉방부하와 단위는 같지만 뜻이 다르다.

복사열은 벽, 바닥, 가구가 먼저 흡수한다. 표면 온도가 올라간 뒤에야 대류로 공기에 전달된다.

그래서 복사에 의한 현열 취득은 시간 지연을 거쳐 냉방부하로 나타난다.

잠열 취득은 대부분 즉시 냉방부하가 된다.

계산식

벽체와 지붕의 전도 부하는 U, A, 상당온도차의 곱으로 구한다.

상당온도차는 일사와 외기 온도 변화를 하나의 온도차로 환산한 값이다.

극간풍의 현열 부하는 풍량과 온도차에 0.33을 곱해 구한다.

계수 0.33은 공기의 밀도와 비열을 곱하여 시간 단위를 맞춘 값이다.

내부부하

내부부하는 인체, 조명, 기기처럼 실내 자체에서 발생하는 열이다.

재실자는 현열과 잠열을 모두 낸다. 인체의 수분 발생은 잠열이 된다.

조명과 기기는 발열량에 사용계수를 곱해 실제 부하를 구한다.

동시에 최대가 되지 않는 부하는 사용계수로 다양성을 반영한다.

흔한 실수

첫째, 취득열량과 냉방부하를 같은 개념으로 쓰는 실수다.

둘째, 사용계수를 1로 두고 최대치를 그대로 더하는 실수다.

셋째, 잠열을 빼고 현열만 계산하는 실수다.

채점은 현열·잠열 구분, 취득열량과 부하의 차이, 내부부하 누락 여부를 본다.

정리와 직접 풀기

냉방부하는 현열과 잠열의 합이고, 취득열량에 시간 지연과 사용계수를 반영해 구한다.

시험에서는 정의, 내부부하 종류, 계산 방법을 묻는 문제가 반복해서 나온다.

정답은 인체 수분 발생이다. 인체의 수분 발생은 잠열 부하로 제습 설비에서 처리한다.