공조냉동기계기술사 131회, 문제풀이, 냉온수 코일의 설계기준 10가지를 나열하시오.

 

도도한 쭌냥이

 

 

1. 글을 시작하며

안녕하세요. 글 쓰는 아빠 도도한 쭌냥이입니다. 

오늘은 냉온수 코일 설계 기준에 대한 기출문제를 풀어볼까 합니다. 현업에서 해당 설계 기준을 기억하시고 코일 설계 시 반영한다면 HVAC unit의 제어성 확보 및 에너지 효율을 증대할 수 있는 효과적인 설계를 진행하실 수 있을 것이라 판단됩니다.  

 

2. 냉온수 코일의 설계기준

냉온수 코일은 HVAC unit으로 유입되는 공기을 냉각/가열하기 위해 사용하는 공조기 부품으로 일종의 열교환기 형태의 하나입니다. 해당 부품의 설계 기준은 아래와 같습니다. 

 

• 공기와 물의 열교환 방향을 대향류로 하여 대수평균온도차가 커지도록 설계합니다. 
• 코일 통과 풍속은 2.5 m/s(냉수코일: 2~3 m/s, 온수코일: 2~3.5 m/s)로 유지하고, 냉수코일의 경우, 속도가 2.5 m/s 이상이면 물의 비산을 방지하기 위해 엘리미네이터를 설치합니다. 
• 관 내 수속은 1 m/s(0.6 ~ 1.5 m/s)를 기준으로 한다. 관 내 수속이 1.5 m/s 이상일 경우 Double Circuit으로 관 내 침식을 방지합니다. 
• 보편적으로 코일의 열수는 4~8열을 많이 사용합니다. 
• 냉수 입구와 출구의 온도차는 5℃ 정도로 합니다. 
• 지역난방이나 초고층건물 등 배관길이가 길게 되면 펌프 동력절감을 위해 8 ~ 10℃로 합니다.(코일의 모양은 될 수 있는 한 정방형으로 합니다.)
• 냉수 코일의 경우 코일 표면에 공기 중 물이 응축되는 습코일 부분 있으며, 습코일은 수직 또는 경사지게 설치하여 응축수 배수를 원활하게 합니다. 
• 제어성 및 에너지 효율 증대를 위해 적절한 용량의 것을 산정합니다. 
• 냉온수 겸용으로 사용 시 선정은 냉수코일을 기준으로 합니다. 
• 온수코일은 유량 및 온도제어는 2방(2-way) 밸브나 3방(3-way) 밸브로 합니다. 

※ 엘리미네이터 : 격자 구조의 구조물로 물이 비산하는 것을 방지

※ Double Circuit : 유로 단면적으로 single circuit 대비 두 배로 할 수 있어 유속을 낮출 수 있음

 

3. 코일의 선정 시 고려사항

해당 내용을 참고하셔서 현업에서 올바른 코일을 선정하여 리스크 관리를 통해 비용/시간을 절감하시기 바랍니다. 

 

3.1 cooling coil

• 작업 요구 사항 확인 - 냉각, 제습 및 다른 시스템 구성요소와 적절하게 균형을 맞추는 데 필요한 용량 
• 코일로 유입되는 공기의 건구 온도와 습구 온도
• 사용 가능한 코일 소재와 운용 온도
• 공간과 치수적인 제한사항
• 분배 및 제한 사항을 고려한 공기와 냉각 유체의 양
• 공기 유로 상 허용 가능한 마찰 저항
• 냉각 열원의 파이프 시스템에 대한 허용 가능한 마찰 저항
• 개별 코일 설계의 특성 및 회로 가능성
• 사용할 자동제어장치의 종류, 부식성 분위기의 유무, 설계 압력, 튜브/핀/레임 재료의 내구성 등의 개별 설치 요구사항

 

3.2 heating coil

• 타 부품들을 고려한 필수 사용량 및 용량
• 코일로 유입되는 공기의 온도와 공기 온도 상승
• 사용 가능한 열원의 작동 및 최대 압력과 온도
• 공간과 치수적인 제한
• 공기 체적, 속도, 분배 및 제한
• heating 열원의 체적, 유속, 분배 및 제한
• 공기 및 열원의 허용 가능한 유체흐름저항 
• 개별 설계의 특성과 회로 가능성
• 제어 유형 및 재료 호환성과 같은 개별 설치 요구 사항
• 설계 및 설치를 규정하는 적용 가능한 표준

 

4. 글을 마치며

오랜만에 배운 내용을 정리하니 너무 재밌는 것 같습니다. 앞으로도 계속해서 정리해 나갈 예정입니다. 많은 관심 부탁 드리며 엔지니어로서 항상 배우는 마음으로 글을 작성하도록 하겠습니다. 끝까지 읽어주셔서 감사합니다. 

 

도도한 쭌냥이