현열비(SHF)

개념과 원리

현열비(SHF, Sensible Heat Factor)는 전체 열부하 중에서 현열부하가 차지하는 비율을 나타냅니다. 공기조화에서는 실내의 온도를 변화시키는 부하와 수분량을 변화시키는 부하를 구분하여 상태변화를 해석할 때 사용합니다.

현열은 공기의 건구온도를 변화시키는 열이고, 잠열은 공기 중 수분량의 변화와 관련된 열입니다. 전체 열량은 현열과 잠열의 합으로 나타낼 수 있습니다.

전열부하 = 현열부하 + 잠열부하

따라서 현열비는 다음과 같습니다.

SHF = 현열부하 ÷ 전열부하 = 현열부하 ÷ (현열부하 + 잠열부하)

SHF는 비율이므로 단위가 없으며 일반적으로 0과 1 사이의 값으로 나타냅니다. SHF가 1에 가까울수록 전체부하에서 현열의 비중이 크고, 값이 작아질수록 상대적으로 잠열부하의 비중이 커집니다.

습공기선도에서는 SHF를 이용하여 공기의 상태변화 방향을 판단할 수 있습니다. 현열만 제거한다면 절대습도 변화 없이 온도가 낮아지고, 현열과 잠열을 함께 제거하는 냉각·감습 과정에서는 온도와 절대습도가 동시에 낮아집니다.

실기에서는 RSHF(실내현열비), GSHF(장치현열비)처럼 적용 범위가 구분될 수 있습니다. 어떤 부하를 분자와 분모에 포함해야 하는지는 문제에서 요구하는 현열비의 종류와 주어진 부하 조건을 먼저 확인해야 합니다.

전체 공급 열량 중 온도를 올리거나 내리는 데 사용된 현열량의 비로, 실내로 송출되는 공기 상태를 나타낸다.

SHF = 현열량 / 전열량 = qₛ / qₜ = qₛ / (qₛ + qₗ)

qₛ: 현열량, qₗ: 잠열량, qₜ: 전열량

구분	의미
SHF가 큰 경우	전체 부하 중 현열부하의 비율이 크다.
SHF가 작은 경우	전체 부하 중 잠열부하의 비율이 크다.

시험 암기
전열량 = 현열량 + 잠열량
SHF = qₛ / (qₛ + qₗ)
SHF ↑ → 현열 비중 증가
SHF ↓ → 잠열 비중 증가

어떤 실내의 현열부하가 24 kW, 잠열부하가 6 kW라고 하겠습니다.

① 전열부하
24+6=30 kW

② 현열비
SHF=24÷30=0.80

따라서 전체 열부하의 80%가 현열이고, 나머지 20%가 잠열에 해당합니다.

반대로 전열부하가 45 kW이고 SHF가 0.70이라면 현열부하는 45×0.70=31.5 kW이고, 잠열부하는 45-31.5=13.5 kW입니다.

검산하면 31.5+13.5=45 kW이고, 31.5÷45=0.70으로 처음 조건과 일치합니다.

실기시험에서는 SHF 자체를 계산하는 문제뿐 아니라 습공기선도에서 상태변화선을 작도하거나 급기상태를 결정하는 과정에도 사용됩니다. 이때는 문제에서 실내부하만 사용하는지, 외기부하 등을 포함한 장치부하를 사용하는지 구분해야 합니다.

① SHF의 분모는 현열만이 아닙니다.
분모에는 현열과 잠열을 합한 전열부하가 들어갑니다. 즉 SHF=현열÷(현열+잠열)입니다.

② SHF와 잠열비를 혼동하지 마세요.
SHF가 0.80이라면 현열의 비율이 80%라는 뜻이고, 현열과 잠열만으로 구성된 조건이라면 잠열의 비율은 20%입니다.

③ RSHF와 GSHF는 적용하는 부하 범위가 다를 수 있습니다.
실내현열비와 장치현열비를 계산할 때 포함되는 현열·잠열부하가 다르므로 문제의 정의와 조건을 먼저 확인해야 합니다.

④ 현열과 잠열의 단위를 통일하세요.
한쪽은 kW, 다른 쪽은 kcal/h처럼 서로 다른 단위로 바로 나누면 안 됩니다. 같은 열량률 단위로 맞춘 뒤 SHF를 계산해야 합니다.

⑤ SHF는 냉동기의 COP와 다른 개념입니다.
SHF는 전체 공조부하에서 현열이 차지하는 비율이고, COP는 냉동효과와 압축일의 비입니다.