|
※ 공기선도
|
2.3 습공기의 상태변화
|
| (1) 가열 |
 |
| Gㆍh1 + qs = Gㆍh2 |
| ∴ qs = G(h2 - h1 ) = 0.24 ㆍG(t2 - t1) |
| =0.24 × 1.2 × Q × (t2 - t1) |
| ≒ 0.29 ㆍQ (t2 - t1) |
| |
| ⊿h = h2 - h1 |
| = (ha2 + X2 ㆍhv2) - (ha1 + X1ㆍhv1) |
| ={Cp ㆍt2 + X2(r + Cvpㆍt2)} - {Cp ㆍt1 + X1(r + Cvpㆍt1)} |
| ={0.24t2 + X2(597.5 + 0.44t2)} - {0.24t1 + X1(597.5 + 0.44t1)} |
| =0.24 (t2 - t1) + 597.5 (X2-X1) + 0.44 (X2-X1)ㆍ(t2 - t1) |
| (그런데 X2 = X1 이므로) |
| =0.24 (t2 - t1) |
|
(2) 냉각 (현열) |
 |
| Gㆍh1 - qs = Gㆍh2 |
| ∴ qs = G(h1 - h2 ) = 0.24G(t1 - t2) |
| = 0.24 × 1.2 × Q × (t1 - t2) |
| ≒ 0.29 ㆍQㆍ(t1 - t2) |
|
(3) 가습 (잠열)
|
 |
| Gㆍh1 + qL = Gㆍh2 |
| qL = G(h2 - h1) = 597.5ㆍQ(X2-X1) |
| ≒717ㆍQ(X2-X1) |
| |
| ⊿h = h2 - h1 |
| = (ha2 + X2 ㆍhv2) - (ha1 + X1ㆍhv1) |
| ={Cp ㆍt2 + X2(r + Cvpㆍt2)} - {Cp ㆍt1 + X1(r + Cvpㆍt1)} |
| ={0.24t2 + X2(597.5 + 0.44t2)} - {0.24t1 + X1(597.5 + 0.44t1)} |
| = 597.5(X2-X1) |
|
(4)가열, 가습
|
 |
| ① → ② : 가열 |
＇가습기에서의 물질평형식 |
| Gㆍh1 + qs = Gㆍh2 |
GㆍX2 + L = G ㆍX3 |
| ∴qs = G(h2 - h1) ≒ 0.29 ㆍQㆍ(t2 - t1) |
∴가습량 L = G(X3 -X2) ≒1.2ㆍQ(X3 -X2(kgl/h) |
| |
(단 Q = (m3/h) 임) |
| ② → ③ : 가습 |
| Gㆍh2 + qL = Gㆍh3 |
| ∴qL = G(h3 - h2) ≒ 717ㆍQㆍ(X3 - X2) |
| ＇장치전체의 가열량, qr |
| qr =qs + qL = G(h3 - h1) |
| (5) 현열비 (SHF : Sensible Heat Factor ) |
| 현열비는 전체열량 (qs + qL)에 대한 현열량 qs의 비 |
| SHF = qs / (qs + qL) … … … (1.10) |
| (만약 잠열, qL = 0 이면 SHF =1 현열,qs = 0 이면 SHF = 0) |
| |
| (6) 열수분비 |
| 습공기의 상태변화량중 수분의 변화량과 엔탈피 변화량의 비 |
| 열수분비 , U =엔탈피 변화량 ,⊿h / 수분 변화량, ⊿X |
| = (h3 - h1) / (X3 - X2) … … … (1.11) |
| = (qs + LㆍhL) / L =qs / L + hL |
| 단, (4)의 가열 가습선도에서 |
| G(h3 - h1)=qs + LㆍhL |
| G(X3 - X2) = L |
| (7) 각종의 가습방법 |
| ① 순환수에 의한 가습 |
| 물을 가열하거나 냉각하지 않고, pump로 물을 노즐을 통하여 공기중에 분무하는 방법. |
| 이때, 분무되는 물이 수증기 상태로 되기위해서 주위공기로 부터 증발잠열을 흡수하고, |
| 이를 다시 공기에 되돌려주는 단열변화로 간주한다. |
| 즉, 습공기선도상에서 h1 ≒ h2 가 되어 등엔탈피 변화과정. |
| 예를 들어, 10℃의 순환수를 분무하면 U =10 인 ① → ② 로 이동 |
| ② 온수에 의한 가습 |
| 순화수를 가열하여 분무하는 방법으로서, 예를 들어 80℃ 온수로 분무가습한다면 |
| 습공기선도상에서 가습방향은 열수분비 U = 80 에 평행하게 ① → ③으로 이동. |
| U = Cㆍt = 1 ×80 =80 (kcal/kg) |
| ③ 증기가습 |
| 증기를 분무하여 가습하는 방법으로 U = h / X = X (597.5 + 0.44ts )/ X |
| 예를 들어 100℃ 포화증기이면, U = 597.5 + 0.44 × 100 = 641.5 (kcal/kg) |
| (8) 단열혼합 |
 |
|
(9) 바이패스 팩터(BㆍF)와 콘택트 팩터(CㆍF) |
 |
| ㆍ냉각코일이 습코일이며,Coil row수가 무한히 |
| 많고, 코일통과풍속이 무한히 느리다면 |
| 통과공기는 ⓢ 점 즉. 포화공기 온도 ts 에 도달. |
| ㆍ하지만, 대부분의 공기는 Coil과 접촉되어 |
| 열교환이 된 ts상태 ( ⓢ 점 )로 되지만, |
| 일부의 공기는 Coil과 접촉하지 못하고 |
| ①입구공기 상태로 그대로 빠져나간다. |
| |
 | | |
| ㆍ공기가 Coil을 통과해도 접촉하지 못하고 지나가는 공기비율을 Bypass Factor라 하고, |
| 이에 비해 접촉한 공기비율울 Contact Factor라 한다. |
|
BㆍF = |
Bypass 공기량 |
|
| Coil 통과 전공기량 |
|
| |
t2 - ts |
|
h2 - hs |
|
X2 - Xs |
|
= |
|
= |
|
= |
|
| |
t1 - ts |
|
h1 - hs |
|
X1 - Xs | |
| 예) 30℃ DB, 50%RH인 습공기 5,000m³/h를 Coil에 의해 냉각한다. |
| 냉각 Coil의 표면온도가 10℃이며 CF = 90%일때 |
| i) 냉각 Coil에서 제거된 전열량 (kcal/h),qr = ? |
| ii) 웅축된 수분량 (kg/h), L = ? |
| |
| (풀이) |
| ㆍ출구공기온도, t2 = ts + (t1 - ts)ㆍBF |
| = 10 + (30 - 10) × 0.1 |
| = 12℃ |
| i) 전열량 qr (kcal/h) |
| qr = 1.2 ㆍQㆍ(h1 - h2 ) |
| = 1.2 × 5,000 × (15.4-7.8) = 45.600(kcal/h) |
| |
| ii) 응축된 수분량, L (kg/h) |
| L = 1.2 ㆍQㆍ(X1 - X2 ) |
| = 1.2 × 5,000 × (0.0134 - 0.0082) = 31.2 (kg/h) | |
 |
| (10) 취굴공기상태 결정 |
| ① 외기도입이 없을 경우. |
| ㆍ냉방시 실내공기상태를 ①이라고 할때 |
|
실내로 취출되는 공기 ②는 실의 현열
비 SHF선도에 있다. |
| |
| ㆍⓢ점 은 SHF선과 포화공기선의 교점 |
| 으로 장치노점온도 (ADP : Apparatus |
| Dew Point)이다. |
|
ㆍ취출상태온도 t2는 첫째, 적정실내온도 |
| 차에 의한 방법과 둘째, Coil BF에 의해 |
| 구할수 있다. | |
 |
| ② 외기도입을 할 경우 |
| ㆍ실내공기 ①과 외기 ②를 혼합한 상태가 ③이다. |
|
ㆍ코일입구 공기 ③은 냉각코일에 의해 냉각선을
따라 |
| 장치노점온도 ⓢ에 도달한다. |
| ㆍ총현열비 GSHF선과 |
| 실현열비 RSHF선과의 |
| 교점으로 취출공기 온도 결정 |
| |
| | |
 |
| |
실내현열 + 외기현열 |
| * 총현열비 (GSHF :Grand SHF) = |
|
| |
실내전열 + 외기전열 |
| |
실현열 |
| * 실현열비 (RSHF : Room SHF) = |
|
| |
실전열 |
| |
실현열 + 바이패스 현열 |
| * 유효현열비 (ESHF : Effective SHF) = |
|
| |
실전열 + 바이패스 전열 |
|
