외기냉방

외기냉방이란

외기냉방은 바깥 공기를 냉열원으로 써서 냉방 부하를 처리하는 방식이다.

외기 엔탈피가 실내 환기 공기보다 낮을 때 외기를 도입한다.

냉동기를 돌리지 않으므로 그만큼 냉방 에너지가 줄어든다.

공조기 구성

공조기에서는 외기 댐퍼와 반환 댐퍼가 혼합실에서 만나 혼합 공기를 만든다.

혼합 공기는 냉수 코일에서 잔여 부하를 처리한 뒤 송풍기로 급기된다.

두 댐퍼의 개도 비율이 외기냉방의 핵심 조작량이다. 외기가 불리하면 최소 외기량만 유지한다.

혼합 엔탈피 원리

혼합 공기의 엔탈피는 외기와 반환 공기 엔탈피의 질량비 가중평균이다.

외기 질량 비율을 높이면 혼합 엔탈피가 외기 엔탈피에 가까워진다.

그 결과 냉수 코일의 냉각 부하가 줄어든다.

여기서 엔탈피 h의 단위는 kJ/kg이다.

온도 비교형과 엔탈피 비교형

외기 판단 방식은 온도 비교형과 엔탈피 비교형으로 나뉜다.

온도 비교형은 설비가 단순하지만 고습 외기에서 잠열 부하를 놓친다.

엔탈피 비교형은 습도가 높은 기후에 유리하다. 센서 보정과 유지보수가 필요하다.

그래서 외기 엔탈피가 환기 엔탈피보다 낮을 때만 외기를 취입한다.

정답은 엔탈피 비교형이다.

계산 예제

예로 외기 18℃, 환기 26℃인 사무실 공조기를 본다. 절대습도도 함께 주어진다.

습공기 엔탈피는 온도와 절대습도로 계산한다. 외기는 약 37.1, 환기는 약 50.6 kJ/kg′이다.

엔탈피 차는 약 13.5 kJ/kg′이다. 외기 엔탈피가 낮으므로 외기냉방 조건을 만족한다.

온도만 비교해도 외기 18℃가 환기 26℃보다 낮아 같은 결론이 나온다.

하지만 습도가 높은 외기라면 온도와 엔탈피 비교의 결론이 달라질 수 있다.

정답은 가능이다. 외기 온도가 환기 온도보다 낮으면 가능하다.

헷갈리는 점과 정리

시험에서 자주 감점되는 실수를 짚어 본다.

첫째, 외기냉방을 항상 가능한 것으로 쓰면 안 된다. 조건을 반드시 확인한다.

둘째, 외기냉방과 전열교환기는 다르다. 외기 자체가 냉열원이다.

셋째, 외기냉방 시에도 환기 기준 외기량은 유지해야 한다.

정리하면 외기 엔탈피가 환기 엔탈피보다 낮을 때만 외기 댐퍼를 열어 냉방한다.