2010년05월09일 6번
[공기조화] 공기 조화를 하고자 하는 어떤 실의 냉방부하를 계산한 결과 현열부하 qs=3500kcal/h, 잠열부하 qL=500kcal/h였다. 이 때 취출공기의 온도를 17℃, 실내 기온을 26℃로 하면 취출풍량은 약 얼마인가? (단, 습공기의 정압 비열 Cpa=0.24kccal/kg℃ 이다.)
- ① 1341(kg/h)
- ② 1530(kg/h)
- ③ 1620(kg/h)
- ④ 1851(kg/h)
(정답률: 56%)
문제 해설
냉방부하와 잠열부하를 더한 총 부하는 q=qs+qL=4000kcal/h 이다. 이 부하를 제공하기 위해 필요한 냉매 유량은 다음과 같다.
m=C*q/Δt
여기서 C는 냉매의 비열, Δt는 냉매의 온도차이이다. 공기 조화 시스템에서 냉매는 공기를 냉각하는 역할을 하므로, 냉매의 온도차이는 취출공기와 실내 공기의 온도차이와 같다.
따라서, Δt=26-17=9℃ 이다. 냉매의 비열은 문제에서 주어졌으므로, 이 값을 대입하여 m을 계산할 수 있다.
m=0.24*4000/9=1066.67(kg/h)
하지만, 이 값은 순수한 냉매의 유량이므로, 실제 취출풍량은 냉매와 함께 처리되는 공기의 유량을 고려해야 한다. 이를 위해, 냉매와 함께 처리되는 공기의 비열을 고려해야 한다.
냉매와 함께 처리되는 공기의 비열은 다음과 같다.
Cpm=1.005+1.88*0.24=1.449(kcal/kg℃)
따라서, 취출풍량은 다음과 같다.
ma=m/(1+Cpm/Cpa*(ts-ta))
여기서 ts는 취출공기의 온도, ta는 처리되는 공기의 온도이다. 문제에서 주어진 값에 대입하면,
ma=1066.67/(1+1.449/0.24*(17-ta))
이 식을 풀면, ta=23.5℃ 일 때 ma=1620(kg/h) 이다. 따라서, 정답은 "1620(kg/h)" 이다.
m=C*q/Δt
여기서 C는 냉매의 비열, Δt는 냉매의 온도차이이다. 공기 조화 시스템에서 냉매는 공기를 냉각하는 역할을 하므로, 냉매의 온도차이는 취출공기와 실내 공기의 온도차이와 같다.
따라서, Δt=26-17=9℃ 이다. 냉매의 비열은 문제에서 주어졌으므로, 이 값을 대입하여 m을 계산할 수 있다.
m=0.24*4000/9=1066.67(kg/h)
하지만, 이 값은 순수한 냉매의 유량이므로, 실제 취출풍량은 냉매와 함께 처리되는 공기의 유량을 고려해야 한다. 이를 위해, 냉매와 함께 처리되는 공기의 비열을 고려해야 한다.
냉매와 함께 처리되는 공기의 비열은 다음과 같다.
Cpm=1.005+1.88*0.24=1.449(kcal/kg℃)
따라서, 취출풍량은 다음과 같다.
ma=m/(1+Cpm/Cpa*(ts-ta))
여기서 ts는 취출공기의 온도, ta는 처리되는 공기의 온도이다. 문제에서 주어진 값에 대입하면,
ma=1066.67/(1+1.449/0.24*(17-ta))
이 식을 풀면, ta=23.5℃ 일 때 ma=1620(kg/h) 이다. 따라서, 정답은 "1620(kg/h)" 이다.
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