현열비(SHR) & 공기 질량 유량 계산

슬라이더로 변수를 바꿔가며 SHR과 질량 유량, 습공기선도 상의 상태 변화를 실시간으로 확인하세요.

1. 현열비 (SHR)

공기조화 시스템의 전체 냉방 부하 $Q_{total}$은 현열 부하 $Q_s$와 잠열 부하 $Q_l$의 합입니다. 현열비(Sensible Heat Ratio, SHR)는 전체 부하 중 현열이 차지하는 비율로, 무차원 수입니다.

전체 열 부하

$$Q_{total} = Q_s + Q_l \quad [\mathrm{kW}]$$

현열비 (SHR)

$$\mathrm{SHR} = \frac{Q_s}{Q_{total}} = \frac{Q_s}{Q_s + Q_l}$$

SHR이 1에 가까울수록 현열 부하가 지배적(건조한 환경)이며, 0에 가까울수록 잠열(습기)의 비중이 큽니다.

급기(Supply Air)와 실내 공기의 엔탈피 차이를 이용하면 필요한 질량 유량을 구할 수 있습니다. 엔탈피 차이가 작을수록 더 많은 공기를 공급해야 합니다.

질량 유량

$$\dot{m} = \frac{Q_{total}}{h_{space} - h_{supply}} \quad [\mathrm{kg/s}]$$

여기서 $h_{space}$는 실내 공기 엔탈피, $h_{supply}$는 급기 엔탈피입니다. 급기 엔탈피는 반드시 실내 엔탈피보다 낮아야 냉각 효과가 발생합니다.

습공기선도는 건구온도 $T_{db}$와 절대습도 $W$의 관계를 나타내며, 공조 프로세스(실내 상태 R → 급기 상태 S)는 선도 위의 선분으로 표현됩니다.

습공기 엔탈피

$$h = c_{pa} \cdot T + W \cdot (2501 + 1.86 \cdot T) \quad [\mathrm{kJ/kg_{da}}]$$

포화증기압 (Magnus 근사식)

$$p_{sat}(T) = 0.6112 \exp\!\left(\frac{17.67\,T}{T+243.5}\right) \quad [\mathrm{kPa}]$$

급기 상태점은 반드시 포화선(RH 100%) 안쪽에 위치해야 합니다. 포화선 바깥은 물리적으로 불가능한 영역입니다.

단일 구역 공기조화기(Single-zone A/C)의 설계 조건이 아래와 같을 때, ① SHR과 ② 질량 유량 ṁ을 구하시오.

주어진 조건

아래 버튼을 클릭하면 대화형 습공기선도 계산기를 열 수 있습니다.