7-1 槪 要
공조설비에 사용되는 장치 및 기기는 공조방식 등에 따라 다르지만, 대별하면 공기조화기, 열원기기 및 열매반송 계통의 기기 등으로 구분되며, 이들에 대한 주요한 내용은 표7-1과 같다.
표 7-1공조설비용기기
공기조화기는 공기의 온습도 조정을 행하는 것이지만 공기정화장치를 내장하는 것이 많으며, 또 공기조화기에는 덕트에 의하여 각 실에 냉온풍을 송
풍하는 중앙식과 실내에 설치하는 개별식이 있다.
열원기기는 냉수 또는 증기, 온수 등의 열매를 생산하는 것으로 냉열원에는 냉동기, 온열원에는 보일러가 일반적으로 사용되지만, 열펌프 또는 흡수
식 냉온수기와 같이 냉온열원이 겸용인 것과 패키지형 공조기나 온풍난방기와 같이 열원기기와 공기조화기가 일체로 되어서 직접 냉풍이나 온풍을 만
들어 내는 것도 있다. 반송계통의 기기에는 공기를 보내는 송풍기, 덕트 및 그 부속기기와 증기, 냉온수 냉매를 반송 순환하는 펌프, 배관 및 이들의
부속기기가 포함된다.
아울러 이들 기기나 시스템을 제어하기 위한 자동제어장치와 설비 전체의 감시 제어를 위한 중앙관제장치가 사용된다.
7-2 各種 公器用 器機 및 裝備
7-2-1 空調유닛
1. 空氣調和機
공기조화기는 실내로 보내는 공기의 온습도를 조정하는 것으로 공기의 가열, 냉각 및 가습,감습의 작용을 하는 것을 말한다. 일반적으로 냉각과 감
습은 공기냉각기에서 행해지므로 그 외에 공기가열기와 가습기가 필요하게 된다. 공기조화기는 여기에 송풍기, 공기여과기 등을 추가하여 구성된다.
즉, 공기여과기에서 정화 처리된 공기는 열교환기(가열 혹은 냉각코일) 와 가습기에서 열매를 이용해서 열적으로 처리되어, 송풍기에 의해 덕트를 경
유해 터미널 유닛까지 이끌어져 이것으로부터 실내로 취출되는 경우가 일반적이다. 이와 같이 공기여과기,냉온수코일,가습기,송풍기 등이 갖춰진 시
스템을 총칭해서 공기조화기라고 한다.
(1) 중앙식 공기조화기
중앙식 공조기는 흔히 AHU(air handling unit)라 부르는 것으로, 그 구성은 그림 7-1에서와 같이 송풍기 전동기, 냉각코일(혹은 가열코일), 가습기,
공기여과기 및 케이싱(casing)으로 되어 있다. 일반적으로 AHU는 온습도를 조절하기 위한 냉각(또는 가열)코일, 가습장치 및 공기 중의 진애를 제거
하기 위한 공기여과기와 송풍기 등을 공장에서 조립하고 케이싱을 설치하여 일체(一體)의 유닛으로 해서 현장에 반입하는 것이다. 그 다음 현장에서
는 배관, 송풍덕트, 환기덕트, 외기도입덕트 등의 접속작업을 하기 좋은 구조로 되어 있다. 그림 7-2는 AHU의 외관 및 주요 구성부분을 나타낸 것이
다
그림 7-1 AHU의 구성도
그림 7-2 공기조화기(AHU)
AHU의 형식에는 수평형, 수직형, 멀티존(multi-zone)형, 이중덕트형 AHU가 있다. 수평형, 수직형의 선정은 설치하는 기계실의 공간에 의해 좌우된다(그림 7-3 참조).
그림 7-3 AHU의 형식
멀티존형 AHU는 그림 7-4에서와 같이 토출구측에 멀티댐퍼(multi damper)가 부착되어 있는 것이다. 또한, 이 AHU는 1대의 유닛으로 여러 계통의 송풍
온도를 각 존의 부하에 따라서 냉풍, 온풍의 혼합비율로 바꾸어 각 존으로 동시에 송풍하는 것이 가능한 유닛이다
그림 7-4 멀티죤형 공조기
그림 7-5 이중덕트형 공조기
이중덕트형 AHU 그림 7-5에서와 같이 유닛 내에 냉각용, 가열용의 전용코일을 설치하고, 취출구에서는 냉풍, 온풍이 별도로 토출되는 유닛이다.
(2) 현장조립식 공조기
이것은 그림 7-6에서와 같이 냉각코일(혹은 가열코일), 송풍기, 전동기, 가습기 및 공기여과기 등을 설치하는 기계실에서 조립하여 케이싱으로 각 기
기를 연결하는 방식이다. 이 공조기는 설치하는 기계실의 여건에 따라 또는 운반 및 반입이 불가능한 경우 등에 설치되는 것이며, 현장조립식 공조기
도 중앙식 공조기와 같은 대용량의 것이다. 현장조립식인 경우에는 설치장소의 형편상 케이싱을 건물구조의 일부로 해서 만들기도 하며, 건물 내에
각 조화기를 설치하여 케이싱으로 연결하는 대신에 각 조화기를 마무리해서 건물 내의 벽면 전체를 이용하는 것도 있다. 또한, 대용량의 가습장치인
에어워셔(air washer)도 현장조립해서 설치되며, 소용량의 에어워셔는 대개 공장에서 조립되어 반입되고 있다
(3) 패키지형 공조기
패키지형 공조기는 압축기, 응축기, 냉각기, 송풍기, 공기여과기 등으로 구성되는 공기냉각장치를 하나의 케이싱 속에 내장시킨 것이다. 이것은 1대
마다 개별로 운전할 수 있으며, 설치공사가 간단하고 용도에 따라 다양한 종류가 있으므로, 모든 건물의 공조설비에 널리 사용되고 있는 대표적인 공
조기의 한가지이다.
표 7-2 패키지형 공기조화기의 종류
패키지형 공조기의 종류는 표 7-2에 나타낸 바와 같이 아주 다양하지만, 대별하면 응축기의 냉각방식에 따라 수냉식과 공냉식으로 구분된다.
수냉식(水冷式)은 그림 7-7과 같은 구조이며, 냉각탑 또는 우물물 등의 부대설비를 사용해서 패키지형 공조기와의 사이를 배관으로 접속하고, 물을
흘려 보내면서 응축기를 냉각하는 방식이다. 공냉식(空冷式)은 그림 7-8과 같이 응축기를 내장한 유닛을 옥외에 설치하여 바깥의 공기로부터 응축기
를 냉각하는 방식이다. 이 두 방식의 실내유닛은 외관적으로 거의 같으며, 수냉식과 공냉식의 다른 점은 후자가 응축기의 냉각을 외부의 공기로 하고
있다는 점이다. 종래에는 패키지형 공조기의 대부분을 수냉식이 차지하고 있었지만, 근래에 수질의 악화
와 수자원 부족이라고 하는 문제 등으로 부터 공냉식이 차지하는 비율이 점차 증가하는 경향에 있다.
그림 7-7 패키지형 공조기
또한, 난방방식에 의해서 패키지형 공조기를 분류하면, 열펌프(heat pump)에 의한 방식과 전기히터라든가 온수 증기히터의 가열코일을 유닛속에 내장
키켜 난방하는 방식으로 나누어진다.
그림 7-8 패키지형 공조기(공냉식)
열펌프방식은 이전에 지하수가 비교적 풍부했을 때는 우물물을 열원으로 하는 水熱原의 열펌프를 사용하는 공조기가 많았었지만, 최근에는 외기를 열
원으로 하는 공기열원식으로 바뀌어 가고 있다. 이 공기열원식 열펌프는 그림 7-9에 나타난 바와 같이 그 구조가 공냉식의 냉방전용 패키지형 공조기
와 거의 같지만, 냉동사이클 중에 四方교체밸브가 설치되어 있고 이 밸브의 작동에 의해서 열펌프 운전으로 교체된다. 이 방식은 외기의 열을 압축기
의 운전에 의해서 한문해서 난방을 하는 방식이기 때문에, 운전비가 싸고 공기를 오염시키지 않으며, 1대로 냉난방 운전을 할 수 있고 보일러 등의
난방기가 불필요할 뿐 아니라 설비비도 싸게되는 여러 가지 이점을 갖고 있으므로 특히 최근에 그 이용률은 상당히 증가하고 있다. 또한, 그림 7-10
처럼 공냉식 응축기를 이용한 리모트 콘덴서형이나 혹은 분리형 패키지 유닛도 많이 사용된다.
그림 7-9 열펌프식 패키지 유닛(수열원)
그림 7-10 리모트콘트롤 페키지유닛
한편, 패키지형 공조기는 용도에 따라 각종 용량 및 형상의 것이 제작되고 있다
용량으로는 적은 것은 0.6kw 정도부터 큰 것은 90kw 정도까지 광범위한 각종식의 기종이 있으며, 공조방식과 냉난방 부하에 따라서 다양하게 기종을
선택할수 있다. 0.6~7.5kW도의 소용량인 것은 냉풍을 직접 실내로 취출하는 바닥설치형상의 것을 중심으로, 덕트에 접속할 수 있는 형상과 천장에
매달 수 있는 것 등이 있다. 이처럼 소형의 패키지형 공조기는 각 실마다 개별로 운전할 수 있는 특징 때문에 호텔·빌딩 내에서 영업하는 상점다
방·미용실·사무실 등의 공조설비에 널리 사용되고 있다. 7.5kW 이상의 중용량·대용량의 패키지형 공조기 유닛은 주로 기계실에 설치하고 공조하는
실내와는 덕트로 연결해서 송풍하는 덕트접속식 구조인 것이 대부분을 차지하고 있다. 이와같이 대용량의 패키지형 공조기는 덕트로 송풍하는 중앙식
공조시스템으로 사용하는 것이 가능하므로, 대규모 건물 공장 백화점 극장 등의 공조설비에 적합하다.
(4) 룸에어콘
이것은 주택이나 소규모 사무실·상점 등에서 사용하는 소형의 패키지형 공조기로서, 일반적으로 공냉식인 것이 많다. 여기에는 윈도우형(window형)
과 스플릿형(split형)이 있으며, 전자는 그림 7-11에서와 같은 유닛을 창(또는 외벽)에 설치하여 케이싱의 한 쪽은 실내측, 다른 쪽은 옥외에 노출시
켜 사용한다. 스플릿형(seperate형이라고도 한다)은 압축기, 응축기 등을 내장하는 옥외 유닛과 공기냉각기, 송풍기를 내장하는 실내유닛을 냉매배관
및 전기배선으로 접속한 것이다.
그림 7-11 룸 에어콘의 구조도
룸에어콘(room air-conditioner)은 압축기, 공냉식 응축기, 공기냉각기. 송풍기, 공기여과기, 전기회로 등으로 구성되며, 압축기에는 전밀폐형의 왕
복동식 압축기 또는 로터리식 압축기가 사용된다.
기능적으로는 냉방전용형, 냉방 및 제습형, 냉난방형으로 구분되며, 제습형은 공기냉각기에서 냉각감습한 공기를 재열용 응축기를 이용하여 재열하
는 것으로 중간기의 제습운전에 사용된다. 냉난방형은 난방시에는 공기열원식 열펌프로서 사용하는 것으로 냉난방의 교체는 냉매회로에서 행해진다.
공기열원식 열펌프에 있어서는 외기온도가 낮아지면 능력이 저하하기 때문에 보조가열기를 내장하고 있는 것이 많다.
7-7-2. 터미널 유닛
(1) 팬코일유닛
팬코일유닛은 그림 7-12에 나타낸 바와 같이 一體의 케이싱 내에 소형의 송풍기와 코일을 내장시킨 소형의 실내형 공기조화기이며, 그 구성은 송풍
기, 전동기, 내온수 겸용 코일, 공기 여과기, 응축수받이판, 케이싱 등으로 되어 있다.
