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공조냉동기계기사 실기 · 난방·가습 부하 계산

Heating and Humidification

겨울 공조는 차가운 외기를 데우는 가열과, 데운 공기의 모자란 습기를 채우는 가습을 함께 계산한다. 필요 가습량은 공기 유량에 목표 절대습도와 처음 절대습도의 차를 곱한 L = G (x₂ − x₁) 이고, 가열량은 G (h₂ − h₁) 이다. 증기 가습은 건구온도가 거의 그대로인 채 절대습도만 오르고, 물 분무 · 기화 가습은 물이 증발하며 열을 빼앗아 엔탈피가 일정한 선을 따라 건구온도가 내려가므로 그만큼 더 데워 둬야 한다. 그림은 외기(0 ℃ · 50 %)를 데우고 가습해 22 ℃ 의 목표 습도로 만드는 길(공기 1 kg/s, 설명용 조건)이고, 가습 방식 버튼과 목표 상대습도 슬라이더로 길과 가열량 · 가습량이 바뀐다.

가습 방식과 목표 습도 바꾸기

40 %
💡 지금 자리
①절대습도 0.0019 → 0.0066 kg/kg, 가습량 16.8 kg/h
②가열 코일 22.2 kW, 증기를 만드는 열 약 12.5 kW
③증기 가습은 건구온도가 거의 그대로이고, 물 분무는 그만큼 더 데워 둔다
④두 방식 모두 결국 물을 증발시키는 열만큼 에너지가 든다

가습 방식과 식

가습 방식

선도 위의 길과 특징
방식선도에서특징
증기 가습거의 수직으로 위(절대습도만 상승)정밀하고 위생적, 증기를 만드는 에너지가 듦
물 분무 가습엔탈피 일정 선을 따라 왼쪽 위건구온도가 내려가 미리 더 데움, 물속 불순물이 날림
기화식 가습물 분무와 같은 선젖은 패드에서 증발, 조절 폭이 좁음
가습량
L = G (x2 - x1)
G 는 공기 질량 유량(kg/s), x 는 절대습도(kg/kg)다
가열량
q = G (h2 - h1)
건구온도만 바뀌면 q = G cp (t₂ − t₁), cp 는 약 1.0 kJ/(kg·K)다
난방 관류
Q = K A ΔT
벽 · 창의 열손실에 외기 · 틈새바람 손실을 더해 난방부하를 구한다

겨울 공조에서 챙길 것

📏 건조 · 예열 · 결로
①외기의 절대습도가 낮아 데우기만 하면 실내가 건조해지므로 가습을 함께 둔다
②물 분무 가습은 증발에 쓰인 열만큼 공기가 식으니 예열 코일을 키운다
③난방부하는 일사와 내부 발열을 빼고 안전한 쪽으로 잡는다
④가습한 공기가 차가운 덕트 · 창에 닿아 결로가 생기지 않게 목표 습도를 정한다

시험 포인트와 기출 유형

🎯 시험 포인트
①가습량 L = G (x₂ − x₁)
②증기 가습은 건구온도가 거의 그대로이고 절대습도만 오른다
③물 분무 · 기화 가습은 엔탈피가 일정하고 건구온도가 내려간다
④가열량 q = G (h₂ − h₁)
📝 대표 기출유형
①[기출유형] 물 분무 가습 때 건구온도는? (답: 내려간다, 엔탈피는 일정)
②[기출유형] 공기 1 kg/s 의 절대습도를 0.002 에서 0.0065 kg/kg 로 올리는 가습량은? (답: 1 × 0.0045 = 0.0045 kg/s, 곧 16.2 kg/h)
③[기출유형] 습도를 정밀하게 맞추기 좋은 가습 방식은? (답: 증기 가습)
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