공동주택 시설개론 기출 문구 정리(6)

[공기조화 및 환기설비]

상대습도 100%일때 건구온도=습구온도=노점온도 이다
 
건구온도와 관계없이 절대습도만 상승시키면 노점온도는 높아진다
 
※난방부하 산정
-외벽 손실열량 산정시 실내외 온도차 적용
-지하층 손실열량은 실내온도와 지중온도를 고려해 산정

※냉방부하 산정시 상당외기온도 적용
 
*현열부하=공기 밀도(kg/m^3)*정압비열(kJ/kg·K)*송풍량(m^3/h)*온도차

 

상당 외기온도에 의한 열취득은 여름철에는 부하로 작용하지만 겨울철에는 부하로 작용하지 않으므로 상당외기온도는 여름철 냉방에서만 사용되는 개념임.

또한 상당외기온도차는 창문과 문과 같은 부분에는 적용하지 않음
 
[ex]
실온 섭씨 26도를 유지하기 위한 거실 현혈부하는 10.1kW. 실내 취출구 공기 온도를 16도씨로 설정할 경우 필요한 최소 송풍량은?(단, 공기의 밀도는 1.2kg/m^3, 정압비열은 1.01 kJ/kg·K 로 한다)
 
공식에 의해 송풍량(m^3/h)= 현열부하/{공기 밀도(kg/m^3)*정압비열(kJ/kg·K)*온도차}
 
송풍량은 초단위가 아닌 시간으로 표시되므로 3600(60초*60분)을 곱해줌  
 
=10.1*3600/{1.2*1.01*(26-16)}=3000m^3/h
 
공기조화설비 계획시 고려해야 할 조닝방법-부하별, 방위별, 사용시간별, 사용자별, 사용목적별 조닝
 
에너지절약을 위해 냉난방시 외기도입량을 최소로 한다.
 
에어핸들링유닛(AHU)의 구성요소-공기여과기, 공기냉각기, 공기가열기, 가습기, 송풍기
 
※송풍기 축동력
 
축동력=Q*P/6120E
 
Q: 풍량(m^3/min), P: 전압(mmAq), E: 효율(%)
 
1kW=1000N·m/sec=1000Pa·m^3/sec=102Kg·m/sec=102mmAq·m^3/sec= 6120mmAq·m^3/min =6120Kg·m/min.

 

1N·m=1Pa·m^3

1N·m/s=1Pa·m^3/s=1W

1Pa=(1/9.8)mmAq

 

또한 축동력과 효율은 서로 반비례 관계이므로 이 값을 다시 E로 나눠준다. 
 
※회전수의 변화와 송풍기의 성능
풍량: 회전수에 비례
정압(일정한 압력): 회전수^2에 비례
축동력: 회전수^3에 비례

*전압(mmAq) : 전체 압력 
*정(靜)압: 유체의 흐름에 평행으로 놓인 평면을 가정하였을 때 그 면에 수직으로 서로 미는 법선(사선) 응력(法線應力)↔ 동압(動壓).
 
[ex]
풍량 1200 m^3/h, 전압 300Pa, 회전수 500rpm, 전압효율 0.5인 송풍기의 회전수를 1000rpm으로 변경할 경우 송풍기 축동력(kW)은? 1.6kW

축동력=Q*P/E

 

1mmAq=9.8Pa이므로 1Pa=0.102mmAq이고 풍량 1200 m^3/h=20 m^3/min 임.

 

먼저 전압 300Pa를 SI단위인 mmAq로 바꿔주기 위해 0.102를 곱함. 1Pa=(1/9.8)mmAq 이므로 300Pa=30.6 mmAq.

 

또한 1200 m^3/h=20 m^3/min 이므로 . 

 

또한 정의에 의해 1kW=6120mmAq·m^3/min 이므로 30.6 mmAq·m^3/min .
 

 

회전수 500rpm인 송풍기 축동력=20*(300*0.102)/{6120*0.5)=0.2kW
 
그런데 축동력은 회전수의 3제곱에 비례하므로
 
변화 후 축동력=(변경 후 회전수/최초 회전수)^3*최초 축동력=(1000/500)^3*0.2kW=1.6kW
 
*덕트 내의 풍압은 풍속의 제곱에 비례하므로 풍속이 커지면 압력손실이 커진다
 
※공기조화 방식
*전공기(All air) 방식
-외기냉방이 가능하고 폐열회수가 용이하다
-실내에 수배관이 필요없다
 
*단일덕트 방식
-정풍량방식: 부하특성이 다른 여러 개의 실이나 존이 있는 건물에 부적합. 외기 냉방 가능

-변풍량(VAV)방식: 개별 제어 가능. 칸막이 변경 또는 부하 변동시 유연성이 있음. 에너지 절감형. 정풍량 방식에 비해 설비비가 많이 든다(부하변동에 따라 송풍량을 변화시켜 실온을 제어하는 장치 추가 필요). 정풍량 방식에 비해 시스템이 복잡함

-2중덕트 방식: 에너지 소비형
-멀티존유닛 방식
-각층유닛 방식
 
*전수(All water) 방식
: 냉수 or 온수를 이용해 실내 유닛까지 운반한 후 실내 공기와 직접 열교환하는 방법으로 수배관이 필요함. 덕트 스페이스 없음. 고성능 필터를 사용할 수 없어 실내공기 청정도 낮음

-팬코일유닛(FCU)방식: 각 유닛마다 조절할 수 있으므로 실별 조절에 적합
 
*공기-수(Air-water) 방식
-유인유닛 방식: 유닛에 송풍기나 전동기 등의 동력장치가 없어 전기배선이 없어도 됨
 
* 자연환기 설비로 인해 발생하는 소음은 대표길이 1m에서 측정해 40dB이하가 돼야 함
 
*기계환기(강제환기)법 중 제2종 환기는 송풍기와 배기구로 구성되며 공장 무균실, 반도체 공장, 창고 등에 사용됨
 
*하나의 기계환기설비로 세대 내 2 이상의 실에 바깥공기를 공급할 경우의 필요 환기량은 각 실에 필요한 환기량의 합계 이상이 되도록 한다
 
*리모델링하는 30세대 이상의 공동주택에 환기설비를 설치할 경우, 세대 당 요구되는 최소 환기 횟수는 시간당 0.5회로 한다

*신축공동주택 등의 기계환기설비의 설치기준에서 세대의 환기량 조절을 위해 환기설비 정격풍량을 3단계 또는 그 이상으로 조절할 수 있는 체계를 갖춰야하며 시간당 0.5회 환기할 수 있는 풍량을 확보해야함
 
※환기횟수(회/h)=환기량(Q)/실의 용적(V)
 
[ex1]
실용적 720m^3 인 상점을 환기횟수 1.5회/h로 계획했을 때의 필요 풍량(m^3/min)은?
 
환기량=환기횟수*실용적=(1.5/60)*720=18m^3/분
 
[ex2]
실면적 80^2 인 주택에서 실내 CO2 허용농도를 1000ppm으로 유지하기 위한 적정 필요 환기 횟수는? (단, 천장고는 2.5m, 재실자 1인당 CO2 배출량은 0.0225m^3/h, 실내재실자는 4명, 외부공기의 CO2농도는 400ppm 이다)
 
m^3 단위를 ppm(parts per million, mg/kg) 단위로 바꿔주기 위해 0.0225m^3/h에 1000000을 곱함.(1ppm=1/100만 이라는 뜻이므로)
 
환기량(Q)=총 CO2배출량/(실내 CO2허용농도-실외 CO2농도)=0.0225*4*1000000/(1000-400)=150m^3/h
 
따라서
 
환기횟수=Q/V=150/(80*2.5)=0.75회/h
 
냉방부하 산정 시 외벽 손실열량을 산정하는 경우 상당 외기온도를 적용한다 (난방X)
 
VAV(변풍량)방식은 에너지 절약에 도움이 되므로 적극 채택한다
 
공기조화설비의 에너지를 절약하기 위해 냉난방시 외기도입량을 최소로 한다(최대X)