空調 덕트 設計法의 比較 硏究 = Comparative Study on the Designing Methods of Air-conditioning Duct

국문 초록 (Abstract)

공기조화용 덕트 설계법에는 등압법, 정압재취득법, 등속법, 전압법이 있다.
일반적으로 정압재취득법이 등압법과 비교하여 소요동력이 절약되고, 정압재취득법의 문제점을 보안한 것이 전압법으로 알려져 있다.
현재 국내의 설계사무실등에서의 덕트 설계는 시설비가 적고 덕트 사이즈가 적어지며 설계시간이 적게 소요된다는 이유에서 등압법이 주로 사용되고 있는 실정이다.

그러나 등압법 사용시 다음과 같은 문제점이 있으리라 판단된다.

(1) 적당한 풍량을 적당한 방법으로 배분하여 준다는 근본기능이 충분히
발휘되지 못하는 경우가 많다.
(2) 소요 동력이 커져서 에너지 비용이 많아진다.
(3) 장기적으로는 등압법 설계가 비경제적인 경우가 많다.

따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 해소하고 보다 효율적인 공기조화 설비의 목적을 달성하기 위하여 공기조화용 덕트의 설계를 등압법, 정압재취득법, 등속법과 전압법으로 사무소 건축물의 공기조화 덕트 모델에 대하여 시행한 결과 다음과 같은 결론에 도달하게 되었다.

첫째, 전압법과 정압재취득법이 등압법과 비교하여 동압이 크다.
둘째, 마찰저항에 따라 소비전력이 달라질 수 있다.
시뮬레이션 결과,
마찰저항 0.2 mmAq 적용시는
송풍기 전력이 전압법과 정압재취득법이 등압법보다 작지만,
마찰저항 0.1 mmAq 적용시는
오히려 송풍기 전력이 전압법과 정압재취득법이 등압법보다 크게
나타났다.
셋째, 등속법은 덕트내의 속도가 가장 빠르므로 덕트의 규격이 작지만, 상대적으로 다른 설계법과 비교하여 소비전력이 너무 많다는 것이다.
넷째, 덕트 설계 시간은 전압법과 정압재취득법에 비해 등압법이 짧다.
다섯째, 분기 댐퍼는 전압법과 정압재취득법에 비해 등압법이 많이
필요하다.
여섯째, 고속 덕트를 등압법에는 적용 할 수 없으나 전압법과 정압재취득법에는 적용 가능하다.
일곱째, 정압재취득법 및 전압법은 덕트 ASPECT RATIO를 조정함으로서 건축물의 건축비를 절감 할 수 있다.
여덟째 송풍기에서 가장 가까이 위치한 분기 덕트와 가장 먼 위치의 덕트가 동일 풍량의 덕트 일 경우 등압법은 동일 사이즈의 덕트가 설계되어 덕트 정압이 일정치 않으나 전압법 및 정압재취득법은 동일 사이즈가 아닌 별개의 덕트 사이즈로 조정 가능하므로 취출성능의 우수하게 할 수 있다.

이상에서와 같이 등압법은 다른 설계방법 보다 속도가 느리며 소음이 적어 일반사무실과 같은 건축물에 적합하며 정압재취득법은 공장이나 PLANT등 대규모의 설비 또는 배기설비에 적용하는 것이 바람직하다.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 1.1 연구의 목적 1
• 1.2 연구의 내용 및 범위 3
• 1.3 연구 흐름도 4
• 2. 공기조화설비의 이론적 고찰 5
• 2.1 공기조화설비의 지향 방향 5
• 2.2 공조 부하의 계산법 8
• 2.3 최대 부하법 이용한 냉난방 부하계산법 16
• 2.4 ASHRAE 냉방 부하 계산법 23
• 2.5 공기조화 덕트 설계법 25
• 2.5.1 덕트 설계의 순서 25
• 2.5.2 수작업 공조 덕트 설계 기법 25
• 2.5.3 컴퓨터 프로그램에 의한 공조 덕트 설계 기법 26
• 2.5.4 최적의 덕트 설계 방법 27
• 2.5.5 덕트 설계법의 종류 30
• 2.5.6 등압법 30
• 2.5.7 정압재취득법 31
• 2.5.8 등속법 33
• 2.5.9 전압법 35
• 3. 연구 대상 건축물의 현황 36
• 3.1 건축물의 기준층 평면도 36
• 3.2 건축물의 시설 개요 36
• 3.3 공기조화 부하계산의 설계 기준 37
• 4. 덕트 설계법 비교 검토 44
• 4.1 덕트 설계 조건 44
• 4.1.1 덕트 설계의 일반 사항 44
• 4.1.2 덕트 입력 조건 45
• 4.1.3 덕트 크기 조건 46
• 4.1.4 부속 덕트 마찰저항손실 기준 47
• 4.2 공조 덕트 설계 적용 결과 48
• 4.2.1 구간별 최대 저항값 48
• 4.2.2 구간별 저항 54
• 4.2.3 덕트 설계에 따른 물량 54
• 4.2.4 시뮬레이션에 대한 고찰 57
• 4.2.5 시뮬레시션에 대한 결과 63
• 5. 결론 64
• 참고문헌 67
• 부록 69
• 국문초록 73
• Abstract 75