공기조화 주요 용어
개념과 원리
습공기는 건공기와 수증기의 혼합물입니다. 공조에서 절대습도라고 부르는 습도비 x는 건공기 질량을 분모로 사용합니다. kg/m³로 표현하는 수증기 밀도와 다르므로 용어만이 아니라 단위를 확인해야 합니다. 상대습도와 포화도도 분모가 달라 일반적으로 서로 같지 않습니다.
그림·공식 정리
건공기(Dry Air)
수증기를 전혀 포함하지 않은 공기이다. 20℃ 기준 건공기의 밀도는 약 1.2 kg/m³, 비체적은 약 0.83 m³/kg이다.
습공기(Moist Air)
건공기와 수증기가 혼합된 공기이다. 습공기의 전체압력은 건공기 분압과 수증기 분압의 합으로 나타낸다.
P = Pa + Pw
P: 습공기 전체압력, Pa: 건공기 분압, Pw: 수증기 분압
절대습도 x
습공기 중 건공기 1 kg에 포함된 수증기의 질량이다.
x = 수증기 질량 / 건공기 질량 = 0.622 × Pw / (P − Pw) [kg/kg′]
상대습도 φ
현재 공기의 수증기량을 같은 온도에서의 포화 수증기량과 비교한 비율이다.
φ = Pw / Ps × 100 [%]
Ps: 동일 온도에서 포화공기의 수증기 분압
비교습도(포화도) ψ
현재 절대습도를 같은 조건의 포화 절대습도와 비교한 값이다.
ψ = x / xs × 100 [%]
시험 암기
건공기 = 수증기 없음
습공기 = 건공기 + 수증기
전체압력 = 건공기 분압 + 수증기 분압
절대습도 = 수증기 질량 / 건공기 질량
건공기 = 수증기 없음
습공기 = 건공기 + 수증기
전체압력 = 건공기 분압 + 수증기 분압
절대습도 = 수증기 질량 / 건공기 질량
풀이에 적용하기
전체압력 100 kPa, 수증기 분압 2 kPa라면 x=0.622×2100−2≈0.01269 kg/kg(DA)입니다. 같은 온도의 포화 수증기압이 4 kPa이면 상대습도는 24×100=50%입니다. 이 압력값들은 계산 설명용 조건입니다.
헷갈리는 부분
밀도 1.2 kg/m³는 특정 조건에서의 근삿값입니다. 엄밀한 습공기 엔탈피 계산에는 건공기 질량유량을 사용하며, 비체적이 주어지면 그 기준에 맞춰 유량을 환산합니다.