증발냉방

정의

증발냉방은 물의 증발잠열을 이용해 공기를 식히는 가장 단순한 냉방 방식이다.

물이 증발하면서 주변 공기의 열을 빼앗아 공기 온도가 내려간다.

이때 공기 속 수증기는 늘어나고 건구온도는 내려간다.

증발냉방으로 도달할 수 있는 최저 온도는 습구온도다.

증발 원리와 상태 변화

공기가 젖은 재료를 통과하면 물이 증발하기 시작한다.

이때 물의 증발에 필요한 잠열은 공기의 현열에서 얻어진다.

그 결과 건구온도는 내려가고 절대습도는 올라간다. 엔탈피는 거의 일정하다.

이 과정은 등엔탈피 과정이며, 이상적 한계는 입구 습구온도다.

습공기선도로 과정 읽기

습공기선도에서는 입구 상태점 A에서 출발해 등엔탈피선을 따라 이동한다.

예를 들어 건구온도 30℃, 상대습도 40%의 외기는 약 20℃ 전후로 읽힌다.

건구온도는 내려가고 절대습도는 올라가며, 상태점은 왼쪽 위로 움직인다.

냉각 효과는 외기 습도에 따라 달라진다.

직접식과 간접식

증발냉방은 공기를 물과 접촉시키는 방식에 따라 직접식과 간접식으로 나뉜다.

직접식은 외기가 젖은 충전재를 통과하며 가습되고, 습구온도에 근접한다.

간접식은 1차 공기만 열교환기로 냉각하므로 공급 공기의 절대습도는 변하지 않는다.

앞 문제의 정답은 그렇다. 상대습도가 낮을수록 냉각 폭이 커진다.

헷갈리는 점

증발냉방에서 자주 틀리는 부분은 두 가지 실수로 나타난다.

첫째, 도달 한계를 건구온도로 잘못 쓰는 실수다.

둘째, 증발을 끓음과 혼동한다. 증발은 끓는점과 무관하게 일어난다.

증발냉방은 제습이 되지 않아 잠열부하가 큰 공간에는 적합하지 않다.

정리

정리하면 증발냉방의 핵심은 등엔탈피 과정과 습구온도 한계다.

건구온도는 내려가고 절대습도는 올라가며, 외기 습도가 효과를 좌우한다.

앞 문제의 정답은 습구온도다. 건구온도가 아니라는 점을 기억한다.

직접식은 가습되고, 간접식은 절대습도가 유지된다는 차이를 기억한다.