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건축설비기사 건축설비설계 · 전열교환기와 열회수

Total Heat Exchanger & Heat Recovery

전열교환기는 밖으로 버리는 배기의 열과 습기를 들어오는 외기에 넘겨, 외기를 실내 상태에 가깝게 만든 뒤 급기하는 장치다. 외기부하는 Q_oa = m · |Δh|이고, 전열 효율 η만큼 되찾아 Q_save = η · Q_oa가 줄어드는데, 온도만 넘기는 현열교환기와 달리 습기(엔탈피)까지 함께 넘긴다. 그림은 외기 · 급기 · 환기 · 배기 네 흐름이 교환기에서 엇갈리는 모습에 각 온도와 절감량을 적어요. 효율 · 외기와 환기의 온도 · 엔탈피 · 질량유량 슬라이더를 옮기면 급기 상태와 절감량이 다시 계산돼요.

전열 교환 원리

♻️ 현열과 잠열을 함께 회수
①전열교환은 온도와 습기(엔탈피)를 함께 넘긴다
②현열교환은 온도만 넘기고 수분은 넘기지 않아요
③효율 η = 실제 회수량 / 이론 최대 회수량
④Q_oa와 Q_save는 같은 엔탈피 기준이라 한 식으로 이어서 계산한다

효율 · 상태 · 절감량 계산해 보기

70 %
-5 °C
22 °C
5 kJ/kg
42 kJ/kg
1.2 kg/s
💡 관찰
①급기 온도 T_sa ≈ 13.9 °C
②급기 엔탈피 h_sa ≈ 30.9 kJ/kg
③Q_oa = m·|Δh| ≈ 44.4 kW
④Q_save = η·Q_oa ≈ 31.1 kW · 잔여 ≈ 13.3 kW

관계식

외기부하
Qoa = m |hra - hoa|
질량유량 × 엔탈피차
외기부하 절감
Qsave = η · Qoa
전열 효율 × 외기부하
급기 엔탈피
hsa = hoa + η (hra - hoa)
전열(온도 · 습도) 교환 근사

시험 포인트

🎯 시험 포인트
①전열교환기와 현열교환기의 구분
②Q_oa와 Q_save를 같은 Δh 기준으로 계산해요
③T_sa · h_sa 보간식
④결로 · 바이패스 · 동결 방지 같은 운전상 주의
📝 대표 기출 유형
①효율과 외기부하가 주어졌을 때 절감량 계산
②외기 · 환기 상태와 급기 상태의 관계
③전열 · 현열 장치의 특성 짝짓기
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