네, 안녕하세요.
이 문제를 잘 이해하려면 공기의 엔탈피 개념을 잘 이해해야 되기 때문에
우선 공기의 엔탈피 정의에 대해서 설명드리겠습니다.
습공기 선도에서 엔탈피는 어떻게 표현하는가 알고 계신가요?
만약 그렇다면 이해가 더 빠를 수 잇습니다. 그렇지 않다면 아래 내용을 잘 확인하시기 바랍니다.
습공기선도에서 엔탈피는 0℃ 건조공기 1kg(여기서 절대습도는 0kg)을 0kJ/kg으로 기준하여 엔탈피값을 표현합니다.
여기서
공기의 온도만 변화하면 공기의 비열로 변화하는 부분이라 Cp dt로 계산하여 그 값을 표현하고 이를 현열이라 부르며
공기 중 온도 변화 없이 습도가 변화하면 수증기의 증발잠열로 변화하는 부분이라 xr(수분 변화량×수증기 증발잠열)로 계산하며 그 값을 표현하고 이를 잠열이라 부르게 됩니다.
(다만, 온도변화 시 수증기 온도 변화인 현열변화는 습공기선도에서 잠열로 표현함)
그럼 선도상에서 0℃ 건조공기 1kg을 기준으로 해서 온도 20℃, 절대습도 0.01kg로 변화한 점의 엔탈피(h) 값을 구해보면
(여기서, 공기의 비열(Cp)은 1.005kJ/kg, 0℃ 물의 증발잠열(r)은 2501kJ/kg, 수증기 비열(C)은 1.85kJ/kg)
건조 공기의 현열 Cpdt=1.005×(20-0)=20.1(kJ/kg 현열)
수증기 증발잠열 xr=0.01×2501=25.01(kJ/kg 잠열)
수증기의 현열 xCdt=0.01×1.85×(20-0)=0.37(kJ/kg 잠열)
잠열 계 : 25.01+0.37=25.38
따라서
공기 1kg의 엔탈피 h=현열(qs)+잠열(qL)
=20.1+25.38=45.48 (선도에서 읽으면 계산값과 일치)
그리고 공기1kg의 전열=현열+잠열 로 표현하기도 합니다.
그럼 이제 부터 궁금한 사항에 대하여 설명하면
공기 G(10 kg/s)가 위와 같은 조건(0℃에서 20℃, 절대습도 0.01kg)으로 변화하였다면
전열변화=현열변화+잠열변화가 성립해야 합니다.
전열변화(kJ/s)=G×dh=10×(45.48-0)=454.8kJ/s
현열변화(kJ/s)=G×Cp×dt=10×1.005×(20-0)=201kJ/s
잠열변화(kJ/s)=G×(xr+xCsdt)=10×(25.38-0)=253.8kJ/s이 됩니다.
따라서 전열변화=현열변화+잠열변화가 성립하며
위 세식 중 어떤 것으로 계산하든 송풍량은 같습니다.
습공기 선도에서 어떤 온습도에서 어떤 온습도로 변화했을 때
엔탈피의 값은 위의 계산한 습공기 선도상의 엔탈피 기준값의 차이값으로 계산되어 지기 때문에
그대로 우리가 송풍량을 구할 때
전열부하가 있으면 엔탈피변화로
현열부하가 있으면 온도변화로
잠열부하가 있으면 잠열변화로 송풍량을 구할 수 있는 것이며
다만, 이전 질문에서 설명드렸듯이 송풍량 계산시 실내온도는 설계온도로 정해져 있고 송풍온도는 우리가 시스템상으로 정하는 경우가 많아 실내 현열부하를 갖고 송풍량을 계산하는 문제가 많은 것입니다.
또한 냉방부하 설계시 냉각코일에서 전열이 얼만큼 제거되는지 또는 코일을 통해 얼마나 제습되는지 모른다고 하더라도(물론 최종적으로 계산하다보면 제습량까지 구할 수 있습니다)
이미 제습되어진 공기가 실내에서는 현열부하에 대한 온도만 낮추면 되기 때문에 실내 송풍량은 실내현열부하와 온도차(실내-취출온도)로 계산된다고 설명하고 있습니다.