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건축설비기사 실기 · 전열교환기 효율과 외기부하 절감 계산

Total Heat Exchanger Efficiency & OA Load Savings

전열교환기는 버려지는 배기의 열과 습기를 들어오는 외기에 넘겨 외기 부하를 줄이는 장치다. 외기 부하는 질량 유량에 환기 · 외기 엔탈피 차를 곱해 잡고, 절감량은 거기에 전열 효율 η 를 곱한 Q_save = η · Q_oa 예요. 그림 가운데 사각형이 전열교환기이고, 위쪽 길로 외기가 들어와 급기로 나가며 아래쪽 길로 환기가 들어와 배기로 나가고, 길 끝마다 온도가 적힌다. 효율 · 온도 · 엔탈피 · 유량 슬라이더를 바꾸면 급기 · 배기 온도와 아래 절감량 · 남는 부하가 바로 바뀌어요.

효율과 절감

♻️ 실기 계산 축
①전열 효율 η = 실제 회수량 ÷ 이론상 최대 회수량
②급기 상태: x_sa = x_oa + η(x_ra − x_oa)
③외기 부하 Q_oa = m · |h_ra − h_oa|
④절감 Q_save = η · Q_oa = m · η · |Δh|

효율로 외기 부하 절감 셈하기

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

관계식

외기 부하
Qoa = m |hra - hoa|
질량 유량 × 엔탈피 차 [kW]
외기부하 절감
Qsave = η · Qoa = m · η · |Δh|
전열 효율 × 외기 부하(같은 엔탈피 기준)
교환 후 급기 상태
xsa = xoa + η(xra - xoa)
여기서는 온도와 엔탈피에 같은 η 를 쓰지만 실제 전열교환기는 현열 효율과 전열 효율이 다르고, 처음 입력은 겨울 난방(외기 −5 ℃ · 실내 22 ℃)이에요

시험 포인트

🎯 시험 포인트
①Q_oa 와 Q_save 를 같은 엔탈피 기준으로 셈함
②Q_save = η · Q_oa = m · η · |Δh|
③급기 온도 · 엔탈피 보간식
④바이패스 · 결로 · 압력 손실 주의
📝 대표 기출유형
①η · Q_oa 를 주고 절감 열량
②외기 · 환기 상태로 교환 뒤 급기
③절감 뒤 코일에 남는 부하
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필요환기량 계산
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국소환기·후드 배기량 계산

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