외기 냉방 계산기 (엔탈피 제어 판단)

원리와 계산식

외기 냉방(이코노마이저)은 외기가 환기보다 「시원한」 동안 외기 댐퍼를 더 열어 코일 부하를 줄이는 운전입니다. 코일이 빼야 하는 열은 엔탈피 차이라서, 외기 엔탈피가 환기보다 낮으면 외기를 들이는 쪽이 유리합니다. 혼합은 건공기 질량 기준으로 엔탈피·습도비가 직선으로 섞입니다.

세 방식 비교

건구만 보는 방식은 센서가 단순하지만, 장마철처럼 건구는 낮고 습한 외기에서 외기를 들여 코일 부하를 늘릴 수 있습니다. ASHRAE 90.1 은 기후대마다 쓸 수 있는 방식과 상한값을 표로 정합니다 (아래 값은 참고).

예제: 장마철 습한 외기

외기 24 °C · 90 %, 환기 26 °C · 50 %, 코일 출구 목표 14 °C · 90 %, 급기 10,000 CMH, 최소 외기 20 %, 고정 건구 상한 24 °C, 101.325 kPa. 아래 두 표는 이 페이지의 계산기와 같은 함수로 계산했습니다.

건구 방식은 둘 다 「켜기」지만 엔탈피 방식은 「끄기」입니다. 실제로 외기 100 % 의 코일 부하는 102.82 kW 로 최소 외기 64.17 kW 보다 38.65 kW 큽니다. 습한 날 건구만 보고 외기를 들이면 오히려 손해입니다.

한계

지금 한 순간의 상태만 비교합니다. 시간별 연간 절감량, 제어기 설정값(전환 온도·히스테리시스) 추천, 송풍기·댐퍼·배기 팬 동력, 코일 바이패스·열회수기는 다루지 않습니다.

코일 출구는 목표 건구로 고정하고 습도비는 입구와 목표 중 낮은 쪽으로 봅니다. 실제 코일은 출구 상태가 부하에 따라 달라지고, 외기가 건조하면 실내 습도가 내려가 환기 상태도 바뀝니다.

습도 센서 오차가 엔탈피 판정을 크게 바꿉니다. 외기와 환기 엔탈피 차가 몇 kJ/kg 안이면 어느 쪽이든 차이가 작습니다.

외기 비율 조절(C)은 혼합만으로 급기 건구를 맞추며 재열은 넣지 않습니다. 외기가 습해 제습이 필요하면 코일 부하(잠열분)만 보이고, 과냉 뒤 재열하는 경우의 재열 부하는 계산하지 않습니다.

출처

• ASHRAE Standard 90.1 6.5.1 이코노마이저 고온 차단(high-limit shutoff): 판본별로 허용 방식과 기후대별 설정이 다르므로 적용 판의 원문 확인 권장
• ASHRAE Handbook Fundamentals 2017 (SI) 1장 Psychrometrics: 엔탈피(식 32)·비체적(식 28)·단열 혼합