중앙식 공기 조화 설비, 개별식 공기조화 설비, 환기장치

공기 조화 장치 출처 배관공학

공기 조화 설비를 중앙식과 개별식으로 구분 설명할 수 있다. 중앙식은 지하실 등의 중앙 기계실에 공기 조화 장치를 설치하여 덕트 또는 파이프에 의하여 조화 공기를 각실에 분배하는 방식으로 큰 건물에 사용된다. 개별식은 공기조화 장치가 되어 있는 유니트를 각 실마다 설치하여 공기조화를 하는 방식으로 주택이나 작은 사무실 등에 적합하다.

중앙식 공기 조화 설비

중앙식에는 실내의 열 부하를 전부 송풍 공기로 처리하는 전 공기식과 공기 이외에 열매로서 물을 각 실에 공급하여 송풍량을 감소시키는 수공기식의 두 가지가 있다. 또한 덕트 속을 흐르는 공기의 속도가 15m/sec 정도로서 설치면적을 적게 하기 위한 방식이지만 풍속의 마찰이 증가하면 압력손손실이 크고 덕트 속의 풍량 조절기수 및 송풍기의 소음이 증가한다. 따라서 이것을 방지하기 위해서는 분출구에 소음기를 장치해야 한다. 이 방식은 대규모의 고층건물 및 병원 등에 많이 사용된다. 저속 덕트식은 고속 덕트식에 비하여 설비비가 적게 들고 소음이 적어 극장 주택 소규모의 빌딩에 사용된다. 중앙식 공기조화 방식은 덕트의 설치 용적을 감소시키기 위하여 1차적으로 기계실에서 온도와 습도를 조정한 외기를 각 실로 보내면 각 실에서 설치된 공기조화 유니트를 이 공기와 실내공기를 혼합 조정하는데 이때 기계실에서 송풍 하는 공기를 1차 공기라 하고 각 실에 설치된 공기조화 유니트를 룸 유니트라 하며 이것은 다시 유니트의 분출방식에 따라 유인 유니트 방식과 팬코닐 유니트 방식으로 구분된다.

단일 덕트식

각 실에 송급하는 공기를 중앙 공기 조화기로 고온 습도를 조화하여 하나의 주 덕트를 거쳐 각실에 송풍한다. 실내 공기는 되돌림 덕트에 의하여 재순환된다. 이 방식에는 저속 덕트식과 고속 덕트식이 있으며 저속 덕트식은 오재 전부터 사용되어 왔다. 현재도 극장이나 공장 등 덕트의 설치 장소가 충분한 건물에 많이 사용되며 고속 덕트는 사무실이나 호텔 병원 등 고층 다실의 건물에 사용된다.

2중 턱트식

이 방식은 최근 발달한 것으로 공기 조화기에 있어서 냉각 감습한 공기를 두 계통으로 나누어 한편에는 가열장치를 설치하여 온풍을 만들고 다른 편에서는 냉풍을 송풍하여 각 존별로 양자를 적당량 혼합하여 실내에 송풍한다. 혼합에는 실내 온도 조화기에 의하여 온풍과 냉풍의 적당량을 자동적으로 혼합하여 실내의 열 부하에 대하여 불어 내어 온도를 적당히 조절한다. 이 방식은 계절에 따라서는 남쪽의 방은 냉방을 필요로 하나 북쪽의 방은 온방을 필요로 하거나 건물의 면적이 넓은 경우 외기에 접하는 방에서는 온방을 요구하지만 내부에 속하는 방에서는 냉방을 필요로 하는 경우가 많다. 이와 같은 요구에서 2중 덕트식이 고안된 것이다. 

팬 코일 유니트식

이 방식은 송풍기 코일과 공기 여과기를 철제 상자속에 조립하여 실내에 설치하는 유니트식이다. 각 유니트에는 급수 배관을 접속하여 여름에는 냉수 겨울에는 온수를 흐르게 한다. 팬 코일 방식은 외기 흡입구를 창 아래의 벽에 만들어 팬 코일 흡입구에 연결하면 냉수 또는 온수 배관만 하면 되므로 덕트의 설비 면적이 필요 없고 따라서 설비비도 적게 든다. 그러나 회부의 풍속과 바람의 방향에 영향을 많이 받고 흡입구에서 빗물 벌레 등이 흡입되는 결점이 있다. 급수 배관에는 1 회로 방식과 2회로 방식이 있다. 1회로 방식은 항상 한쪽관은 온수 다른 관은 냉수를 흐르게 하는 것이다.

2차 유인 유니트식

웨더 마스터 라고 하는 유인 유니트를 실내 창밑에 설치해 놓고 중앙에서 송풍되는 온. 습도를 조정한 1차 공기를 고압 덕트에 의하여 각 유니트에 송풍 한다. 이 공기는 각 유니트에서 소음장치를 거쳐 송풍 노즐로부터 위쪽으로 분출한다. 이때 실내 공기가 2차 공기로 유인되어 냉. 온수 코일을 지날 때 냉각 또는 가열되어 1차 공기와 혼합하여 상부로부터 분출된다. 더욱이 이때 코일을 흐르는 냉수 또는 온수의 유량을 각각의 유니트에서 조절함에 따라 각 실마다 분출되는 공기의 오도를 자유로이 조절할 수 있으므로 병원 호텔 사무실 등에 적합하다.

개별식 공기조화 설비 

개별식 공기 조화법은 소규모의 공기 조화 장치를 실내에 설치하여 냉방하는 방법이다. 공기조하 장치로는 윈도클러와 패키지형이 있으며 그 어느 것이나 냉.난방을 겸용할 수 있는 히트 펌프식의 것이 있다.

윈도형 룸 클러

외벽을 뚫거나 창을 이용하여 설치하고 틈새는 밀폐한다. 공냉식의 응축기를 창밖으로 내놓고 중발기로 냉각한 공기를 송풍기로 실내에 송풍 한다. 실내 공기를 냉각하였을 때 생긴 드레인은 응축기에 뿜어서 응축력을 증가시킬 수 있다 이 형식의 것은 1/3~2마력 정도의 소형의 것이 많이 쓰인다.

패키지형 클러

압축기 그밖의 공기 조화 장치를 철판제의 캐비닛 속에 넣어서 응축기는 수냉식을 사용한다. 패키지형에는 3~15마력 정도의 것이 많이 사용되며 설치한 방 이외에도 덕트를 거쳐 냉방할 수 있다. 설치가 간단하므로 다방이나 사무실 등에 적합하다.

환기장치

공기의 오염과 환기의 필요성

공기는 산소 질소 탄산가스 기타 혼합 기테이다. 외기에는 탄산가스의 양은 0.03% 함유되어 있으나 많은 사람이 모인 방에서는 탄산가스의 양은 증가된다. 공기 중 탄산가스의 함유량이 0.09% 이상이 되면 기분이 나빠진다. 밀폐된 방에서 숯불이나 가스난로를 장시간 사용하면 탄산가스나 일산화탄소의 양이 증가하여 산소가 감소되므로 환기에 주의해야 한다. 이상과 같이 호흡이나 연소에 의한 공기의 오염 이외에 변소 식당 요리장 등의 악취나 공장 작업장 등에서는 먼지나 특수 가스의 발생에 의한 공기의 오염이 많다. 공기의 오염은 보건위생에서 뿐만 아니라 사무능률 작업능률을 저하시키므로 신선한 공기를 바꾸어 넣어야 한다. 특히 온방 냉방 설비가 있는 방은 밀폐되어 있으므로 공기가 오염되어 있는 경우가 많다.

환기 방법과 송풍기

환기 방법에는 자연 환기법과 기계환기법이 있다. 자연 환기법은 동력을 사용하지 않고 풍력이나 실내 공기의 온도차에 의한 환기이며 기계 환기법은 송풍기 또는 배풍기 등의 기계적 힘에 의한 것으로 공기 조화 설비에서 기계 환기법을 많이 이용하고 있다. 공기 조화 설비에 사용되는 송풍기는 소음이 적어야 하는 것이 필요조건이며 원심형과 축류형이 있고 원심형에는 시로코형과 터보형이 있고 축류형에는 디스크형과 프로펠러형이 있다. 

필요 환풍량

극장 강당 등 많은 사람이 모이는 건물은 공기의 오염도가 높아지므로 필요한 환기설비를 해야 한다. 또 변소나 취사장 축전지실 등은 배기를 충분히 하지 않으면 다른방에 악취가 흘러 들어가므로 전용의 배기 설비를 설치해야 한다. 환기를 충분히 하기 위해서는 신선한 공기를 실내에 공급함과 동시에 실내의 오염된 공기를 배출해야 한다. 1시간에 실내 공기가 몇 번 바뀌는가에 의하여 환기의 정도를 나타내는 방법이 있다.