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에너지관리기사 열관리 · 습공기선도

Psychrometric Chart

공조는 공기의 온도와 습도를 함께 다루므로, 건구온도를 가로축, 절대습도를 세로축으로 놓은 습공기선도에 공기 상태를 한 점으로 찍고 가열 · 냉각 · 가습 · 감습을 그 점의 이동으로 읽는다. 절대습도를 그대로 둔 채 식히다 포화선(RH 100%)에 닿는 온도가 노점이며, 불포화 공기에서는 건구 > 습구 > 노점 순으로 온도가 낮아진다. 그림은 습공기선도 위에 지금 상태점과 노점까지 내린 보조선, 고른 과정의 이동 방향을 화살표로 그려요. 건구온도와 상대습도 슬라이더로 상태점을 옮기고, 가열 · 냉각 · 가습 · 감습 버튼을 누르면 화살표 방향이 바뀌어요.

공기의 상태를 한 장에 담은 지도

공조(냉난방)는 공기의 온도와 습도를 함께 다룬다. 건구온도를 가로축, 절대습도를 세로축으로 놓으면 공기의 상태가 한 점으로 찍히고, 가열 · 냉각 · 가습 · 감습이 그 점의 이동으로 나타나는 지도가 습공기선도다.

🔑 선도 위의 여러 습도
①건구온도: 보통 온도계가 읽는 공기 온도
②절대습도(습도비): 건공기 1 kg당 수증기 질량 [kg/kg]
③상대습도: 지금 수증기압 ÷ 포화 수증기압 (RH 100% = 포화선)
④노점: 그대로 식혔을 때 이슬이 맺히기 시작하는 온도

상태점 이동으로 공기조화 과정 보기

30 ℃
50 %
💡 네 가지 기본 과정
①가열하면 절대습도는 그대로 오른쪽으로 옮겨 가고, 상대습도는 낮아진다
②냉각하면 절대습도는 그대로 왼쪽으로 옮겨 가고, 상대습도는 높아져요
③가습하면 수증기가 더해져 위로 옮겨 가며 절대습도가 늘어난다
④감습하면 수분이 빠져 아래로 옮겨 가며 절대습도가 줄어요

지금 상태의 습공기 상태량

절대습도
w = 13.3 g/kg
건공기 1 kg당 수증기
노점온도
td = 18.4 ℃
이슬이 맺히는 온도
습구온도
tw = 22.3 ℃
젖은 온도계로 잰 값(근사)
상대습도
φ = 50 %
포화 수증기압에 대한 수증기압의 비
📏 세 온도의 관계
①포화 상태(RH 100%)에서는 건구 · 습구 · 노점 온도가 모두 같다
②불포화 공기에서는 건구온도 > 습구온도 > 노점온도 순이에요
③건구와 습구의 차(습구온도 강하)가 클수록 공기가 건조하다
④상대습도가 낮을수록 노점온도도 낮아진다

핵심 공식과 관계

절대습도(습도비)
w = 0.622 PwP - Pw
Pw = 수증기 분압, P = 대기압
상대습도
φ = PwPs × 100 %
Ps = 그 온도의 포화 수증기압
현열비(SHF)
SHF = qsqs + qL
전열량 가운데 현열이 차지하는 비

정리와 시험에서 묻는 것

🎯 시험에서 묻는 것
①습공기선도의 가로축은 건구온도, 세로축은 절대습도(습도비)다
②가열 · 냉각은 절대습도가 그대로라 수평으로 움직이고, 순수한 가습 · 감습은 절대습도가 바뀐다
③포화 상태면 건구 = 습구 = 노점이고, 불포화면 건구 > 습구 > 노점이에요
④노점은 절대습도 그대로 식혀 포화선(RH 100%)에 닿는 온도이고, 이때 결로가 생긴다
⑤절대습도 w = 0.622 · Pw/(P - Pw), 상대습도 φ = Pw/Ps
📝 대표 기출 유형
①[기출유형] 건구 · 습구 · 노점온도가 모두 같아지는 상태는? (답: 포화, RH 100%)
②[기출유형] 공기를 가열만 하면 상대습도는? (답: 절대습도가 그대로라 상대습도는 낮아진다)
③[기출유형] 절대습도 그대로 식혀 이슬이 맺히기 시작하는 온도는? (답: 노점온도)
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