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건축설비기사 전기소방설비 · 공조·환기설비의 제어

HVAC Control Systems

공조 제어는 실온 · 습도 · 외기도입 · 덕트 정압을 목표에 맞추는 피드백 체계로, 냉온수 코일 밸브는 오차에 비례한 개도로 열량을 조절하고 VAV는 부분 부하에서 풍량까지 줄인다. 환기는 CO₂ · 재실 · 차압 신호로 팬과 댐퍼를 움직여 시퀀스와 피드백이 섞이며, 외기로 냉방할 수 있으면 이코노마이저가 냉동기를 쉬게 한다. 그림은 실내 오차에 비례해 열리는 냉수 밸브와, 고른 방식(CAV 또는 VAV)의 급기 풍량을 나란히 그린다. 현재 실온과 설정온도 슬라이더를 옮기고 CAV · VAV를 바꾸면 밸브 개도와 풍량이 다시 계산된다.

공조 제어의 뼈대

💡 무엇을 무엇으로 조절하나
①실온 제어는 센서 → 컨트롤러 → 냉 · 온수 밸브(또는 압축기)로 이어진다
②급기온도 리셋은 부하에 따라 급기 설정온도를 바꾼다
③덕트 정압은 VAV 박스 개도에 맞춰 급기팬 인버터를 조절한다
④외기도입은 엔탈피 · 온도를 견줘 이코노마이저 댐퍼를 움직인다

구성

공조 제어 루프

비례 밸브와 VAV 풍량

27 ℃
24 ℃
⚡ 관찰
①오차 3.0 K → 밸브 개도 약 100% (비례대 2 K 가정)
②VAV 풍량 ≈ 100%
③실온이 설정보다 낮으면 냉각 밸브는 닫힌다(과냉 방지)
④VAV는 부분 부하에서 팬 동력을 크게 줄인다

제어식과 환기

비례 밸브 개도
MV = Kp (Troom - Tset)
냉각할 때 오차가 양수면 개도가 커짐(0 ~ 100%에서 포화)
VAV 풍량
Q = Qmin + (Qmax-Qmin)·load
load = 존 부하(0 ~ 1), 최소 외기 · 환기량 하한은 유지
🔑 환기 제어 요점
①CO₂ 센서는 재실 인원이 늘면 외기도입과 배기를 늘린다
②1종 환기는 급 · 배기 팬을 함께, 2종은 급기, 3종은 배기 팬만 쓴다
③전열교환기는 외기부하를 줄이고, 필요할 때 바이패스로 돌린다
④계단실 가압 같은 차압 · 방연 제어는 화재 연동 시퀀스이다

시험 포인트

🎯 시험 포인트
①공조 피드백은 실온 · 급기온 · 정압 · 습도 루프다
②비례제어는 오차에 따라 밸브를 열며, 비례대 개념을 알아 둔다
③CAV는 정풍량, VAV는 변풍량이며 부분 부하에서 에너지를 아낀다
④이코노마이저는 외기로 냉방할 수 있을 때 냉동기를 줄인다
⑤환기는 CO₂ · 재실 · 차압 제어와 1 · 2 · 3종 방식으로 이어진다
📝 대표 기출 유형
①공조방식별 제어 요점 짝짓기
②VAV 정압 제어와 박스 댐퍼
③환기방식과 자동제어의 연동
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