에어컨 설비

에어컨 설비의 구성

중앙식 시스템은 다음 부분으로 이루어집니다.

• 열원: 칠러는 찬물(약 7 C)을 만들고, 보일러나 히트펌프는 난방용 더운물을 만듭니다. 냉각탑이나 실외기는 열을 밖으로 내보냅니다.
• 펌프와 배관: 물을 실어 나릅니다.
• 공기조화기(AHU): 필터, 코일(냉방 또는 난방), 팬, 때로는 가습기가 들어 있습니다.
• 덕트와 디퓨저: 공기를 실어 나르고 방 안에 고르게 퍼뜨립니다.
• 제어 장치: 센서, 컨트롤러, 밸브.

공기가 지나가는 길: 방 공기, 필터, 코일, 팬, 덕트, 디퓨저, 방.

중앙식과 개별식 에어컨

중앙식 시스템은 한곳에서 찬물이나 찬 공기를 만들어 여러 방으로 보냅니다. 큰 건물에 알맞습니다. 제어가 잘 되고 효율이 높으며 정비를 한곳에서 할 수 있지만, 기계실과 배관 공간이 필요합니다.

개별식 시스템(창문형, 분리형, 천장형, VRF)은 한 방이나 한 구역을 맡습니다. 값이 싸고 설치가 쉬우며 방마다 따로 조절할 수 있지만, 장치가 많으면 바깥 소음이 커지고 관리할 것도 늘어날 수 있습니다. 분리형 에어컨은 실내기와 실외기가 냉매 배관으로 이어져 있습니다. VRF는 실내기 여러 대를 실외기 한 대에 연결한 방식입니다.

에어컨 설비의 제어

제어 회로에는 센서(온도 또는 습도), 컨트롤러, 액추에이터(밸브, 댐퍼, 팬 속도)가 있습니다. 컨트롤러는 측정값을 설정값과 비교해서 움직입니다. 방이 더우면 2방향 밸브가 더 많이 열립니다. 그 밖의 제어로는 팬 속도, 외기를 넣는 댐퍼 위치, 밤에 설비를 끄는 시간표가 있습니다.

이것이 피드백 루프입니다. 재고, 비교하고, 조절하고, 다시 반복합니다.

에어컨 에너지 절약

• 온도를 24~26 C로 맞추세요. 1도 높일 때마다 약 6%를 아낍니다.
• 벽과 지붕을 단열하고, 창문에 그늘을 만들고, 틈새를 막습니다.
• 인버터 압축기와 속도 가변 팬, 펌프를 씁니다.
• VAV(가변 풍량)는 부하가 작을 때 공기량을 줄입니다. 팬 동력은 대략 속도의 세제곱에 따라 줄어듭니다.
• 나가는 공기에서 열을 회수하고, 바깥 공기가 시원하면 자연 냉방을 씁니다.
• 필터와 코일을 청소하고, 새는 곳을 고치고, 빈 방은 끕니다.

COP = 냉방 출력 / 전기 입력. COP가 높을수록 같은 냉방에 전기가 덜 듭니다.

에어컨 설비의 설계

설계 순서: (1) 냉방 부하와 난방 부하를 구합니다. (2) 설비 용량(kW 또는 TR)을 정합니다. (3) 풍량 V = Q / (rho x cp x ΔT)를 구합니다. (4) 덕트 크기를 정합니다. 면적 A = V / v이며 사무실에서는 속도를 약 5 m/s로 잡습니다. (5) 냉수 유량 m = Q / (cp x ΔT)를 구합니다. cp = 4.18 kJ/kg K입니다. (6) 펌프, 팬, 제어 장치를 고릅니다. 여유를 조금만 두고 너무 크게 잡지는 마세요.

핵심 공식과 정의

• COP = 냉방 출력 / 소비 전력
• 풍량 V = Q / (rho x cp x deltaT), rho = 1.2 kg/m3, cp = 1.005 kJ/kg K
• 덕트 면적 A = V / v
• 물 유량 m = Q / (cp x deltaT), cp = 4.18 kJ/kg K
• 설정 온도를 1도 높이면 약 6% 절약

풀이 예제

자주 하는 실수

• 부하보다 훨씬 큰 장치를 골라서 켜졌다 꺼졌다를 자주 반복하게 만드는 것.
• 온도 조절기를 햇빛이 드는 곳이나 열원 가까이에 두는 것.
• 필터 청소를 잊어서 팬이 더 힘들게 일하게 만드는 것.
• COP(단위 없음)와 전력(kW)을 헷갈리는 것.