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국내에서 HVAC 분야의 여러 자료를 보다보면 용어가 혼재된 경우도 있고,

북미 중심의 학술자료들과 국내의 건축물현황이 다르다보니 헷갈리는 경우들이 있습니다

한번쯤 정리를 해보고 싶어서 오랜만에 블로그에 포스팅을 합니다

이 포스팅에서는 각 설비별 작동원리를 자세히 설명하기보다는

명칭을 구분하는 주요한 특징에 집중합니다

HVAC (Heating, Ventilation, Air Conditioning) 의 첫번째 목표는

실내에 냉방 또는 난방 에너지를 공급해주는 것입니다

이를 담당하는 설비를 열원설비 또는 열원장치라고 합니다

(1) 칠러

북미 등 해외지역이나 국내의 대형시설에서 주로 사용하는 열원설비는 칠러(Chiller) 입니다

냉동기라고 번역할 수 있는데, 난방용 온수도 공급할 수 있는 칠러는 냉온수기로 부릅니다

'냉수' 또는 '온수'를 공급하는 수배관 시스템으로 구분할 수 있습니다.

냉매를 이용한 냉각사이클을 이용하며 운전방식에 따라 압축식과 흡수식으로 구분할 수 있습니다

(1-1) 수랭식 칠러

냉수를 공급하고 나서 발생한 열을 냉각수를 통해 배출하는 방식을 수랭식이라고 합니다

계통도에서 압축기(1번)에서 고온고압의 냉매가 응축기(4번)에서 냉각수에 의해 냉각됩니다

이 냉각수는 냉각탑으로 이동되어 증발에 의해 건축물 밖으로 열을 배출합니다

(1-2) 공랭식 칠러

냉각수를 이용하지 않고 직접 대기중으로 열을 배출하는 방식을 공랭식이라고합니다

공랭식 칠러의 경우 아래 그림처럼 냉매에서 발생하는 열을 직접 배출할 수 있는 구조입니다

계통도에서 응축기FAN(2번)이 고온고압의 냉매가스가 가진 열을 대기로 방출합니다 

디자인빌더와 EnergyPlus에서 기본적인 HVAC 설비를 구성한 건물모델을 받아서 연구에 이용중이다

이때 각 실에서 환기(Return Air)는 RETURN PLENUM 라는 노드를 통해서 다시 믹싱박스로 돌아간다.

여기서 PLENUM 이란 무엇인가?

건축설비기사 공부하면서 보지못했던 용어라 찾아보았다.

[소방용어집]

플레넘(plenum) : 통풍조절장치나 덕트를 대신하여, 사용된 공기를 모아 재순환시키는 공간. 공조설비의 일부분이다.

즉, 아래의 우측 그림처럼 급기나 환기가 덕트로 직접 연결되지않을 때 지나는 중간 공간을 플레넘이라고 칭한다

(그림 출처는 위키피디아)

플레넘은 천장부 또는 바닥부의 빈 공간에서 이용될 수 있다.

그리고 플레넘 공간에 적용되는 케이블 및 제품은 공조설비에 영향을 크게 미치므로 최고 수준의 내화성능인 플레넘 등급을 인증받은 제품만 사용가능하다.

천장 및 바닥부의 설치 공간 예시 (사진 출처는 C2G)

마지막으로 플레넘 공간을 이용한 실제 공조제어 예시를 알아보자

플레넘의 정압과 실내 정압이 차이가 일정하게 유지되도록 ACU (Air Control Unit) 인버터를 제어한다.

이렇듯 정압차를 이용한 급기제어에는 아무래도 넓고 안정적인 플레넘공간의 정압측정이 유리할 듯하다.

출처: 초고층 건물의 공조설비 설계사례 및 에너지 절약 기법 (오치길, 대한설비공학회지 2011년 2월호)