냉장부하 계산

냉장부하의 정의

냉장부하는 저온 저장고 안으로 들어오거나 안에서 생기는 열의 합이다.

냉동기는 이 열을 밖으로 빼내야 저장 온도를 유지한다.

그래서 이 합계가 냉동기 용량 선정의 출발점이 된다.

구성 항목

냉장부하는 여섯 항목을 나눠 계산한 뒤 모두 더한다.

벽체 열은 열관류율과 면적으로, 제품 열은 질량과 비열로 구한다.

기타 부하는 현열과 잠열 소계에 일정 비율을 곱해 더한다.

합계에 여유율을 더해 압축기 용량을 정한다.

벽체 전도열 계산

벽체 전도열은 열관류율, 면적, 내외 온도차를 곱해 구한다.

가상의 예로 면적 100 m², 열관류율 0.25 W/(m²·K)로 가정한다.

외기 35℃와 실내 -20℃의 차이는 55 K이므로 1,375 W, 즉 1.375 kW다.

답안에는 항목별 식, 대입값, 합산 순서를 모두 적어야 점수가 된다.

제품 열부하

제품 열부하는 식품을 저장 온도까지 냉각하는 데 필요한 열이다.

온도만 내려가는 구간은 질량, 비열, 온도차를 곱한 현열이다.

동결 구간은 얼기 전 현열, 동결 잠열, 언 후 현열을 모두 더한다.

물의 융해잠열은 약 334 kJ/kg이며 식품은 함수율로 보정한다.

저장 구분별 주된 부하

저장 온도에 따라 주된 부하가 달라진다.

냉장은 제품을 동결하지 않으므로 현열 중심으로 계산한다.

냉동은 동결에 필요한 잠열이 더해져 제품열이 커진다.

청과물 저장은 호흡으로 생기는 열을 따로 고려해야 한다.

기타 부하 비율

기타 부하는 덕트 조건에 따라 현열과 잠열 소계의 비율로 잡는다.

일반적인 경우 소계의 10%, 고속덕트나 정압이 높으면 15%를 쓴다.

급기덕트가 없거나 짧으면 5%를 쓴다.

기타 부하 비율을 빠뜨리는 것이 흔한 실수다.

정리

냉장부하는 여섯 항목을 더한 값이다.

외피와 제품 열은 식으로 구하고, 출입과 기타 부하는 가정 조건을 적는다.

단열 두께와 개방 빈도는 설계 단계에서 함께 조정한다.

시험에서는 열의 종류별 계산식과 설계 시 고려 항목을 함께 묻는다.