냉동실 · 냉장실은 바깥에서 스며드는 열을 막는 방이라, 벽과 천장의 방열(단열) 성능이 냉동 부하를 크게 좌우한다. 열은 벽 속에서는 전도로, 양쪽 표면의 공기막에서는 대류로 옮겨 가고, 이 저항을 모두 더한 총저항 R 의 역수가 열통과율 K(열관류율과 같은 말)이다. 그림은 실내막 · 방열벽 · 외기막 세 층의 단면이고, 방열벽 두께 슬라이더를 늘리면 가운데 층이 넓어지며 아래 줄의 K 와 단위면적 침입열 q 가 줄어든다. 실내외 온도차 슬라이더는 K 는 그대로 두고 q 만 비례해 바꾼다.
세 갈래 열전달과 방열벽
전도는 방열벽 속을, 대류는 양쪽 표면의 공기막을 지나는 열이고, 복사는 표면끼리 절대온도의 네제곱에 비례해 주고받는다. 방열벽이 두꺼워지면 전도 저항 L/k 가 커져 침입열이 줄고, 바깥 표면온도가 외기 노점보다 높게 유지되어 결로도 막는다. 방습층은 수증기가 벽 속으로 들어와 얼지 않도록 따뜻한 쪽(냉동실이면 바깥쪽)에 둔다.
👀 저항의 합
①실내 쪽 공기막 1/hᵢ
②벽 전도 L/k
③외기 쪽 공기막 1/hₒ
④K=1/R, Q=KAΔT
두께와 온도차로 침입열 보기
0.05 m
20 ℃
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R=1/hi+L/k+1/ho. K=1/R. Q=KAΔT.
방열벽 단면. 두께와 온도차를 바꾸면 열통과율 K 와 단위면적 침입열 q 가 바뀐다
💡 지금 벽
①R = 1.405 m²K/W
②K = 0.712 W/m²K
③q = 14.2 W/m²
④단열재 k = 0.04 W/mK, hᵢ ≈ 9 · hₒ ≈ 23 W/m²K 는 흔히 쓰는 어림값이다
열통과율로 적는 방열
총 열저항
R = 1hi + Lk + 1ho
표면 공기막 + 벽 전도 + 표면 공기막
열통과율
K = 1R
열통과율 = 열관류율
침입열량
Q = K A ΔT
냉동 · 냉장 부하의 벽체 침입열 항
시험 포인트와 기출 유형
🎯 시험 포인트
①전열과 방열(열통과율, 방열벽)
②전도 · 대류 · 복사의 기초
③K=1/R, Q=KAΔT
④방열이 얇으면 바깥 표면에 결로가 생긴다
📝 대표 기출유형
①[기출유형] 열통과율의 정의는? (답: 총 열저항의 역수)
②[기출유형] 침입열량 식은? (답: Q = K A ΔT)
③[기출유형] 방열벽을 두껍게 하면? (답: R 이 커지고 K 와 침입열 Q 가 줄어든다)