주택관리 공조냉동설비

공조 냉동설비(8)

1. 공기조화 기초

 1). 공기조화 설비란: 공기를 조화시킨다는 것으로 주어진 실내공간의 온도, 습도, 기류속도, 청정도를

     그 시대, 목적에 적합한 상태로 유지하기 위한 장치이다.

 2). 공기의 성질

    ①습공기: 수증기를 포함한 공기

②건공기: 수증기를 전혀 포함하지 않은 공기

③포화공기: 공기가 수증기를 최대한도로 포함한 상태의 공기 -à 수증기를 포화상태 이상 함유하

면 수증기 물방울로 변한다. à 이 상태를 포화온도 또는 노점온도라 한다.

3). 열환경과 쾌감도

  ①인체의 온열감각의 4요소

    - 가온(온도).    – 습도.    – 기류.    – 복사열(주위벽의 복사열)

 

4). 습공기선도: 습공기의 여러 가지 특성치를 나타내는 그림이며, 인간의 쾌적한 상태를 판정하는

                기준이 되고, 결로를 판정하는 기준이 되고, 부하계산 등에 활용하기 위한 도표.

 (1) 습공기선도의 구성요소

    ①건구온도와 습구온도: 건구온도가 항상 크다.                            

②절대습도: 습공기를 구성하고 있는 건조공기 1kg당 수증기의 량이다.

변화가 없다. 1㎥ 속에 들어있는 습도를 절대습도.-->

공기를 가열하거나 냉각해도 절대습도량은 변함이 없다.

③상대습도: 습공기를 구성하고 있는 수증기압과 같은 온도의 포화 수증기압의 비를 나타낸 것.

            공기를 가열하면 상대습도는 낮아지고, 공기를 냉각하면 상대습도는 높아진다.

실제습증기량 / 포화 습증기량 х 100 -à가열하면 감소하고, 냉각하면 증가한다

         ※습공기를 노점온도 이하로 냉각시키면 절대습도는 낮아진다.

④습구온도:

⑤노점온도:

①  상대습도:

②  포화도:

③  스증기압

④  엔탈피

⑤  비용적

⑥  현열비

⑦  열수분비

등으로 구성되어 있다.

이중 현열비 열수비를 제외한 어떤 두가지만 알고 있다면 나머지 상태점은 모두 그래프를

이용하여 판단할 수 있다.

 

2). 공기선도 : 공기조화의 각 과정에 대한 상태를 도표로 나타낸 것이다.  

    

2. 공기조화 방식 

1). 열매체에 의한분류로

    ①전공기방식: 공기조화기로 냉풍 온풍을 불어넣어 공조하는 방식. 실내공기 오염이 적다.

-         단일덕트 방식: 건물전체를 냉난방하는데 있어서 필요한 전풍량을 하나의 공조기와 하나의

                  급기덕트만을 가지고 냉풍, 온풍을 송풍하여 공조하는 방식.

                       고속닥트 è 풍속이 15 ~ 25 m/sec.  저속닥트 è 풍속이 15m/sec 이하

      전풍량방식: 송풍량이 항상 일정하다.

      가변풍량방식: 각실 또는 각 존별로 덕트의 말단부에 가변풍량 유닛을 설치하여 송풍

                  온도는 일정하게하고 송풍량을 변화시켜 각실의 온도 습도를 조절하는 방식

                  으로 에너지 절약형이다

-         2중덕트 방식: 냉풍과 온풍을 각각 별도의 덕트로 보낸 다음 그 것을 알맞게 혼합해서 각

           실로 송풍 해서 공기조화 하는 방식.

            단점: 운전비가 너무 많이 든다. 설비가 많이 든다. 장소도 많이 든다.

                  따라서 고급 존 또는 사무실에 사용한다.

-         팩케지 방식: 냉매방식으로서 팩케이지로서 각실에 한대 또는 각 존에 한대씩 설치해서

                공조를 행하는 방식으로서 또한 덕트를 병용할 수도 있다.

           설치방법에 따라 벽면, 천정에 설치할 수 있으며, 벽걸이형, 자립형, 천정형이 있다.

 

-         멀티존 유닛방식: 이중덕트방식을 변형한 것이다.

                    공기조화 1대와 각 실에 설치되어 있는 여러 개의 덕트 마다 온도, 습도를

                    조절할 수 있도록 냉온풍을 동시에 만들어서 각 존마다 공급하는 방식.

                    여러 개의 존형식을 나누어 유닛단위 형식으로 하여 냉온풍을 조절하여

                    공급하는 방식이다.

              장점: 중간규모의 건축물에 공급할 수 있다.

 

②수공기방식(물공기 방식): 1차 공기조화기와 2차 공기조화기를 병행한 것.

 1차 공기조화기에서 외기 및 환기를 처리한 다음 덕트로 각 실에 송풍하고, 2차로 냉온수로 냉각된

공기가 덕트를 통해서 실내로 공급되는 방식이다.

-         덕트 병형 팬코일 유닛 방식

-         유인 유닛 방식.

-         각층 유닛 방식: 외부 공조기가 설치되어 있고 각 층마다 공조기가 설치되어 있어 각 층에

                    설치된 공조기에서 조절하여 공급하는 방식.

                 즉. 중앙처리식 공조기를 가지고 있고, 처리된 외기를 각층에 설치되어 있는

                  존 공조기에 보내져서 냉온풍을 조절하여 공조하는 방식.

            장점: 각 층에서 조절하기 때문에 온도, 습도 조절이 용이하다.

            단점; 비용이 많이 든다. 유지관리가 어렵다. 소음 및 진동발생이 심하다.

            대규모 사무실 등에 이용한다.

-         복사 덕트 병용방식

      ※특징은 공기오염 가능성이 크다. 누수 염려가 있다.

 

③전수방식: 덕트를 사용하지 않고 배관에 의해서 물(냉온수)를 실내에 설치된 유닛에 공급하여

   냉난방하는 방식.

   - 팬코일 유닛방식: 누수의 염려가 있다.

④냉매방식: 냉매를 이용하여 실내공기를 냉각 또는 가열하는 방식.

  - 펙케이지 방식:

 

3. 공기조화용 기기

 1). 공기조화기이 장치

  (1) 공기여과기: 공기중의 먼지나 세균, 냄새 등을 제거하여 청정도를 유지하기 위함.

①충돌점착식

②건성여과기: 석면, 유리섬유, 해파(HEPA): 고성능 건식 여과기의 대표주자다.

③습식여과기: 물방울과 함께 공기를 접촉시켜 공기를 여과하는 방식.

④전기 집진식: 미립먼지, 세균까지 제거-à 병원, 정밀기계공업. 약품공업.고급빌딩 등

è성능이 가장 우수함.

⑤활성탄 흡착식:

 

(2) 공기세정기; 공기를 깨끗이 세정하는 것

(3) 공기냉각기

(4) 공기 가열기

(5) 공기 가습기

(6) 송풍기

 

4. 환기설비: 기계환기

1). 기계환기

①제1종 기계환기: 급기. 배기 모두 기계이용(송풍기. 배풍기) à 보일러실. 수술실

②제2종 기계환기: 급기만 송풍기 이용 배기는 자연환기 à 반도체공장. 무균실 등

③제3종 계계환기: 급기는 자연환기 배기는 배풍기 이용à 주방이나 화장실 등 유해가스 배출

 

 2). 필요환기량: CO₂발생량으로 산정하여 계산한다.

 CO₂환기량 = K / Pa-Po.     K= 실내에서 발생되는 CO₂량.  Pa= 허용농도

                             Po= 외기중의 CO₂ 농도

예제1>. 제실자가 60명인 강의실에 실내 CO₂허용농도 0.0015㎥/Hr로 하려면 필요환기량은?

계산>. 필요환기량 Q= 60 × 0.03 /0.0015 – 0.0003 = 1500 ㎥/Hr

           단 Po가 주어지지 않으면 0.0003 ㎥/Hr로 계산한다.

   

    예제2>. 강의실 면적이 7.2m × 9m × 2.8m 라면 필요한 시간당 환기횟수는/

        계산>. 환기횟수 N= 필요한 공기량 / 실내체적 = 1500 / (7.2m × 9m × 2.8m)

                           8.3회 ≠ 9회/Hr

 

 

5. 냉동기의 종류

 1). 냉동기의 종류

(1). 압축식 냉동기

  ① 압축식 냉동기의 종류: 왕복동식 냉동기. 회전식 냉동기. 터보식 냉동기

② 구성요소 및 순환사이클: 압축기. 응축기. 팽창밸브. 증발기

-         압축기: 증발기에서 넘어온 저온 저압의 냉매가스를 응축액화할 수 있도록 고압의 가스를 

만드는 것.

-         응축기: 고온고압의 냉매가스를 공기나 물에 접촉시켜서 응축액화 시키는 것

-         팽창밸브: 저온고압의 냉매액을 증발기에서 증발하기 쉽도록 저온저압액으로 팽창시키는

역할을 한다.

-         증발기: 팽창밸브에서 나온 저온저압의 냉매액이 피냉각물체로부터 열을 흡수하면서

           저온저압의 냉매가스로 되면서 실질적인 냉동목적을 달성하는 것이다.

(2). 흡수식 냉동기

      냉동싸이클 = 흡수기 à 재생기(발생기) à 응축기 à 증발기

  (3). 기타> 수축열을 이용하는 방법: 열용량이 큰 물을 이용하는 방식으로 가장 많이 사용한다.

             빙축열을 이용하는 방법: 심야 전력을 이용하여 어름을 생성하여 저장해 두었다가 주간에 얼음을 녹일 때 발생하는 융해열을 이용하는 방식.

 

 2). 압축식 냉동사이클: 압축기 -à 응축기 -à 팽창밸브 -à 증발기

 3). 냉동능력 및 냉매

(1). 냉동능력(RT):

①1냉동톤(RT): 0℃ 물 1Ton을 24시간 동안 0℃의 얼음으로 만들기 위해 제거하여야 할 열량(능력)을 1냉동톤이라 하며. 열량은 3320 kcal/hr

                 (79.68 х1000kg) / 24hr = 3320 kcal/hr (USRT: 3024kcal/hr)

  ②1 USRT: 32℉의 물 1Ton을 24시간 동안 32℉의 얼음으로 만드는데 필요한 열량을 말한다.

            그 단위능력은 3024 kcal/hr 이다.

 

 (2). 냉매의 종류: 암모니아. CO₂. 아황산가스. 메틸클로라아드.

프레온(R-11. R-12= Ccl₂F₂. R-13.  R-14. R-21.  R-22)

 (3). 냉매가 갖추어야 할 조건

    ①증발열이 클 것

②액체의 비용적이 작을 것

③액화가 쉽고 간단하게 증발 할 것

④응고점이 낮고 임계온도가 높을 것

⑤증기의 비열이 크고 액체의 비열이 작을 것.

 

(4). Brine의 종류: 식염수, 염화칼슘, 염화마그네슘, 물.

(5). 냉동방법: ① 융해열 이용하는 방법(어름의 융해열)

② 승화열 이용하는 방법(드라이아이스 승화열)

③ 증발열 이용하는 방법(액화질소 등)

④ 흡수식 냉동기

⑤ 증기 압축식 냉동기

⑥ 전기식 냉동기

  (6). 냉각탑:① 어프로치란 è 냉각수가 이론적으로 냉각가능한 접근값.

② 히트펌프 è 냉방운전시 응축기의 방열을 난방에 이용하는 것으로 설비비 절감.