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공조냉동기계기사 에너지관리 · 공기의 혼합과 현열비

Air Mixing and Sensible Heat Factor

외기와 환기를 섞으면 선도에서 두 점을 잇는 직선 위에 혼합점이 생기고, 섞는 비율에 따라 그 점이 외기 쪽이나 환기 쪽으로 옮겨 간다. 현열비(SHF)는 전열량 가운데 현열이 차지하는 몫으로 과정선의 기울기를 정하고, 바이패스 팩터는 코일 면에 닿지 않고 그냥 지나가는 공기의 비율이다. 그림에는 외기점 O 와 환기점 R 을 잇는 직선 위에 혼합점 M 이 찍히고, M 에서 SHF 기울기로 뻗는 과정선이 그려진다. 외기 비율 슬라이더는 M 의 자리를, 현열비 슬라이더는 과정선의 기울기를 바꾼다.

두 공기를 섞으면 직선 위의 한 점

혼합은 습공기 상태변화의 한 가지다. 건공기 질량을 기준으로 온도와 절대습도를 가중 평균하면 혼합점이 나오고, 선도에서는 외기점과 환기점을 잇는 직선 위에 그 점이 놓인다.

👀 혼합점이 움직이는 이유
①외기 비율이 커지면 혼합점은 외기점 쪽으로 간다
②환기 비율이 커지면 실내(환기)점 쪽으로 간다
③온도와 절대습도를 각각 질량 가중 평균한다
④엔탈피도 같은 가중으로 섞인다

혼합비와 현열비를 같이 움직인다

30 %
0.75
💡 그림에 쓴 외기·환기 숫자
①외기 32 ℃ · 18 g/kg, 환기 26 ℃ · 10.5 g/kg 는 설명을 위해 고정한 상태점이다
②출제기준이 정한 값이 아니라 예로 든 숫자이다
③비율만 바꿔도 혼합식의 형태는 그대로다

혼합식과 현열비

혼합 온도
Tm = mOA TOA + mRA TRAmOA + mRA
건공기 질량유량으로 가중 평균 · 절대습도 Wm 도 같은 꼴
혼합 절대습도
wm = mOA wOA + mRA wRAmOA + mRA
현열비
SHF = qsqs + qL
전열량 가운데 현열의 몫
지금 혼합온도
27.8 ℃
지금 혼합 절대습도
12.75 g/kg

바이패스 팩터는 코일을 건너뛰는 공기

코일을 지나는 공기 가운데 일부는 전열면에 닿지 않고 그대로 빠져나간다. 그 비율이 바이패스 팩터(BF)이고, 코일에 제대로 닿은 비율은 콘택트 팩터 CF = 1 − BF 다. 코일 출구 온도는 입구 온도와 장치 노점 사이에 놓여서 BF = (출구 − 장치 노점)/(입구 − 장치 노점) 으로 셈한다.

📏 세 개념을 한 선도에
①혼합점: 외기·환기 직선의 내분점
②SHF선: 혼합점(또는 실내점)에서 코일 출구로 가는 과정선의 기울기
③바이패스 팩터: 코일을 접촉하지 않고 빠져나가는 공기 비율
④SHF = 1 이면 현열만 바뀌어 과정선이 수평이 된다

시험 포인트와 기출 유형

🎯 시험 포인트
①혼합점은 선도에서 두 상태점의 직선 위
②Tm, wm 은 건공기 질량 가중 평균
③SHF = qs / (qs + qL), 과정선 기울기를 정한다
④바이패스 팩터 BF = (t_출구 − t_ADP)/(t_입구 − t_ADP), CF = 1 − BF
📝 대표 기출유형
①[기출유형] 외기와 환기의 혼합점은 선도에서 어디에 있나? (답: 두 점을 잇는 직선 위, 질량비로 내분)
②[기출유형] 현열비의 정의는? (답: 전열량에 대한 현열량의 비)
③[기출유형] 외기 도입률을 높이면 혼합점은? (답: 외기 상태점 쪽으로 이동)

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