난방설비, 공기조화설비, 냉방(냉동)설비

난방설비, 공기조화설비, 냉방(냉동)설비 ⏹ 난방설비(1) 현열, 잠열㉮ 현열 :　온도 변화에 관계되는 열, 온수난방에 이용되는 열 ☞ 조명 부하, 실내기기 부하, 벽이나 창을 통한 열관류 부하, 창을 통한 일사열 부하㉯ 잠열 : 온도 변화 없이 상태만 변화하는 열, 증기난방에 이용되는 열 ☞ 인체 부하, 틈새 바람, 환기를 위한 신선 외기도입 ※ 물의 증발 잠열 : 100 물 1kg이 100 증기 1으로 전환되는 데 필요한 열량 – 2257kj/kg 감열비 = 현열/전열 = 현열/(현열+잠열) ㉰ 전열전열 이론 : 열의 전달, 또는 열의 이동을 말하며 열은 고온측에서 저온측으로 전도, 대류, 복사의 단독 또는 복합의 형태로 이동되어진다. (2) 건물 내의 전열과정 ⦁ 열전도 : 고체벽 내부에서 고온측에서 저온측으로의 전열현상 ⦁ 열전달 : 고체벽과 이에 접하는 공기층과의 전열현상  ⦁ 연관류(열통과) : 고체벽 외부에서 고체벽 내부쪽으로의 전열현상 (3) 증기난방과 온수난방의 특징 비교<table style="width: 76.79%; border-collapse: collapse;" border="1"><tbody><tr><td style="width: 22.8%; text-align: center;"> </td><td style="width: 26.31%; text-align: center;">증기난방</td><td style="width: 27.48%; text-align: center;">온수난방</td></tr><tr><td style="width: 22.8%; text-align: center;">예열시간</td><td style="width: 26.31%; text-align: center;">짧다(간헐운전에 적합)</td><td style="width: 27.48%; text-align: center;">길다(간헐운전에 부적합)</td></tr><tr><td style="width: 22.8%; text-align: center;">열용량</td><td style="width: 26.31%; text-align: center;">작다</td><td style="width: 27.48%; text-align: center;">크다</td></tr><tr><td style="width: 22.8%; text-align: center;">열운반능력</td><td style="width: 26.31%; text-align: center;">크다(증발잠열 이용)</td><td style="width: 27.48%; text-align: center;">작다(현열 이용)</td></tr><tr><td style="width: 22.8%; text-align: center;">방열량조절</td><td style="width: 26.31%; text-align: center;">곤란</td><td style="width: 27.48%; text-align: center;">용이(온수온도조절)</td></tr><tr><td style="width: 22.8%; text-align: center;">쾌적도</td><td style="width: 26.31%; text-align: center;">나쁘다</td><td style="width: 27.48%; text-align: center;">좋다</td></tr><tr><td style="width: 22.8%; text-align: center;">소음</td><td style="width: 26.31%; text-align: center;">스팀해머</td><td style="width: 27.48%; text-align: center;">조용하다</td></tr><tr><td style="width: 22.8%; text-align: center;">보일러 취급</td><td style="width: 26.31%; text-align: center;">어렵다</td><td style="width: 27.48%; text-align: center;">간단하다</td></tr><tr><td style="width: 22.8%; text-align: center;">배관경</td><td style="width: 26.31%; text-align: center;">작다</td><td style="width: 27.48%; text-align: center;">크다</td></tr><tr><td style="width: 22.8%; text-align: center;">방열면적</td><td style="width: 26.31%; text-align: center;">작아도 된다</td><td style="width: 27.48%; text-align: center;">커야 한다</td></tr><tr><td style="width: 22.8%; text-align: center;">설비비</td><td style="width: 26.31%; text-align: center;">저렴하다</td><td style="width: 27.48%; text-align: center;">비싸다</td></tr><tr><td style="width: 22.8%; text-align: center;">동이 방열면적당 방열량</td><td style="width: 26.31%; text-align: center;">크다</td><td style="width: 27.48%; text-align: center;">작다</td></tr></tbody></table>※ 지역난방에서는 증기와 온수를 모두 열매로 가능하다. 하지만 온도제어가 쉽고 열효율이 좋은 고온수난방을 주로 이용한다. (4) 보일러 종류 및 특징 ⦁ 주철제 보일러 : 조립식, 용량증가 용이, 증기용 0.1MPa 이하, 온수용 수두 50m 이하수명이 길고 가격이 저렴, 내식성 우수. (5) 보일러 출력(=용량) : 보일러의 용량 결정은 보통 정격출력으로 표시한다. ⦁ 정미출력 = 난방부하 + 급탕부하 + 가습부하 ⦁ 상용출력 = 난방부하 + 급탕부하 + 가습부하 + 배관손실 ⦁ 정격출력 = 상용출력 + 예열부하※ 과부하출력은 보일러에 정격출력 이상의 부하가 걸려있는 상태이다.  ⏹ 공기조화설비공기조화란 주어진 실내의 온도, 습도, 환기, 청정 및 기류 등을 함께 조절하여 실내의 사용 목적에 알맞은 상태를 유지시키는 것을 말한다. (1) 공조 열원설비의 구성공기조화장치 구성 : 공기조화기, 열원설비, 송풍, 펌프, 덕트, 배관공기조화기 구성 :　공기여과기(전기집진식이 제거율 높음), 냉각코일, 가열코일, 가습기열원장치 : 냉동기, 보일러, 냉각탑공기조화 조절대상 : 온도, 습고, 기류, 청정도 (2) 공조 조닝 : 공조설비에 있어서 건물의 사용목적 또는 요구조건에 따라 건물을 몇 개의 구역으로 나누어 각각의 계통별로 구분하여 설비하는 것을 조닝이라 하며 고능으로 인해 초기 설비비는 상승하나 유지차원에서의 에너지는 절약된다.<조닝의 효과> ⦁ 에너지 절약에 유리 ⦁ 부하변동에 쉽게 대응 ⦁ 효율적인 운전 관리 ⦁ 실내 열환결 조절에 유리 ⦁ 에너지 절약방안 : (가)변풍량 단일덕트(VAV)방식, 외기냉방의 도입, 전열교환기의 설치, 공기조닝의 실시 (3) 습공기 선도 : 습공기의 상태를 나타내는 선도를 습공기 선도 ⦁ 구성요소 : 건구온도, 습구온도, 노점온도, 절대습도, 상대습도, 수증기 분압, 비체적, 엔탈피 헌열비  ※ 습공기 선도를 구성하는 요소들 중 2가지만 알면 나머지 모든 요소들을 알아낼 수 있다. ⦁ 공기를 냉각, 가열하여도 절대습도는 변하지 않는다. ⦁ 공기를 냉각하면 상대습도는 높아지고 공기를 가열하면 상대습도는 낮아진다. ⦁ 습구온도와 건구온도가 같다는 것을 상대습도가 100%인 포화공기임을 뜻한다. ⦁ 습구온도가 건구온도보다 높을 수는 없다. (4) 결로결로의 종류㉮ 표면결로표면결로는 건물의 표면온도가 접촉하고 있는 공기의 포화온도(노점온도)보다 낮을 때 발생한다. 이 같은 표면결로는 표면이 불투습성이라면 간단히 처리할 수 있다.㉯ 내부결로실내의 습도가 외부보다 높고 벽체가 투습력이 있으면 벽체 내에 수증기압 구배가 생기고, 외부온도보다 낮으면 온도 구배가 발생한다. 벽체 내부의 수증기압이 포화 수증기압보다 높을 때 벽체 내부의 노점온도가 건구온도보다 높을 때 내부결로가 발생한다. 결로의 원인 ⦁ 실내의 온도차 ⦁ 실내 습기의 과다 발생 ⦁ 생활 습관에 의한 환기 부족 ⦁ 구조재의 열적 특성 ⦁ 시공불량 결로의 방지 계획실내 습기 방지책 ⦁ 실내 공기의 수증기압이 포화 수증기압보다 적도록 계획한다. ⦁ 환기계획을 잘 할 것 ⦁ 부엌 및 욕실에서 발생하는 수증기를 외부로 배출시킬 것 ⦁ 벽체의 열관류 저항을 크게할 것 ⦁ 열교 현상이 일어나지 않도록 단열 계획 및 시공을 완벽히 할 것 ⦁ 벽에 방습층을 둘 것 (5) 공기조화 방식㉮ 공기조화 방식의 분류<table style="width: 94.76%; height: 659px; border-collapse: collapse;" border="1"><tbody><tr><td style="width: 24.2%; text-align: center;">열매의 종류에 따른 분류</td><td style="width: 25.23%; text-align: center;">종류</td><td style="width: 50.32%; text-align: center;">특징</td></tr><tr><td style="width: 24.2%; text-align: center;">전공기 방식</td><td style="width: 25.23%;">단일덕트방식이중덕트방식</td><td style="width: 50.32%;">운전 보수, 관리가 용이하다.겨울철 가습이 용이하다.덕트가 크므로 설치공간이 커진다.송풍동력이 크므로 반송동력이 커진다.실내 공기오염이 적다.외기냉방이 가능하다.실내 유효면적 증가</td></tr><tr><td style="width: 24.2%; text-align: center;">수공기 방식</td><td style="width: 25.23%;">각층 유닛 방식유인 유닛 방식팬코일 유닛(덕트겸용)방식복사패널 덕트 병용식</td><td style="width: 50.32%;">필터 보수, 기기 점검 등으로 관리비 증대송풍량이 적어 고성능 필터 사용 불가능덕트 면적이 적다.반송동력이 적다.유닛별로 제어하면 개별제어 가능하다.</td></tr><tr><td style="width: 24.2%; text-align: center;">전수 방식</td><td style="width: 25.23%;">팬코일 유닛 방식복사 냉난방 방식</td><td style="width: 50.32%;">덕트가 불필요하다.외기를 도입하기 어렵다.개별제어가 용이하다.공기오염이 크다.</td></tr><tr><td style="width: 24.2%; text-align: center;">냉매식</td><td style="width: 25.23%;">패키지 방식</td><td style="width: 50.32%;">부분 운전이 가능하다.온도조절기 내장으로 개별제어가 용이하다.장래의 부하변동에 대응하기 쉽다.</td></tr></tbody></table> ㉯ 공조장치에 의한 분류<table style="width: 100%; height: 185px; border-collapse: collapse;" border="1"><tbody><tr style="height: 20px;"><td style="width: 21.04%; height: 20px; text-align: center;">단일덕트 방식</td><td style="width: 78.95%; height: 20px;"> ⦁ 정풍량 방식송풍량이 항상 일정하고 실내부하에 따라 송충온도만을 변화극장 및 공장 등 단일 대공간, 백화점, 중대형 사무소 건물의 내부존  ⦁ (가)변풍량 방식덕트 말단에 VAV유닛을 설치하여 송충온도는 일정하게 유지하고 실내부하의 변동에 따라 송풍량만을 변화시킴변풍량 유닛으로 인해 정풍량방식보다 설비비가 증가됨에너지 절약형 개별제어 가능</td></tr><tr style="height: 125px;"><td style="width: 21.04%; height: 125px; text-align: center;">2중덕트 방식</td><td style="width: 78.95%; height: 125px;">냉풍과 온풍을 각각의 덕트로 보낸 후 말단의 혼합상자에서 냉온풍을 열부하에 맞는 비율로 혼합하여 각 실에 송풍하는 방식에너지 다소비형으로 설비비의 증가, 혼합손실이 큼</td></tr><tr style="height: 20px;"><td style="width: 21.04%; height: 20px; text-align: center;">유인유닛 방식</td><td style="width: 78.95%; height: 20px;">1차공기 압력으로 실내 2차공기 유인하여 혼합분출방이 많은 건물의 외부 존</td></tr><tr style="height: 20px;"><td style="width: 21.04%; height: 20px; text-align: center;">팬코일 유닛 방식</td><td style="width: 78.95%; height: 20px;">개별제어 가능, 실내공기 오염문제호텔의 객실, 병원의 입원실 등 많은 건물의 외부존에 적용극장과 같은 대공간 및 방송국 스튜디오에는 부적당</td></tr></tbody></table> (6) 덕트 및 부속기기공기풍속에 따른 분류<table style="width: 100%; border-collapse: collapse;" border="1"><tbody><tr><td>저속 덕트</td><td>고속 덕트</td></tr><tr><td>⦁ 덕트 내의 풍속 15m/s 이하⦁ 일반 건물에 적용, 직사각형 단면 주로 적용</td><td>⦁ 덕트 내의 풍속 15~20m/s 이하⦁ 고압이며 소음이 발생, 원형 단면 주로 적용</td></tr></tbody></table>  ⏹ 냉방(냉동)설비(1) 압축식 냉동기, 흡수식 냉동기압축식 냉동기는 전기에 의한 기계적에너지, 흡수식 냉동기는 냉매의 증발에 의한 열에너지로 냉동하는 것이 기본 원리㉮ 압축식 냉동기 ⦁ 구성 : 압축기 → 응축기 → 팽창밸브 → 증발기 ⦁ 특징 : 구동에너지가 전기이므로 전력소비가 많다.㉯ 흡수식 냉동기 ⦁ 구성 : 응축기 → 증발기 → 흡수기 → 재생기(발생기) ⦁ 특징 : 도시가스를 주연료로 사용하므로 전력소비가 적다.