Stefano Stefano   39-08-02 00:00 (0) 에어컨의 실제적 용량은 증발기의 용량으로 정해지는 것은 맞지만 그렇다고 해서 증발기의 흡열기(또는 방열기)의 열전달을 계산해서 에어컨의 용량을 구하는 것은 아닙니다. 계산 오차가 크기때문이지요. 따라서 증발기의 용량은 제작자가 제품을 만들어서 실제로 실험적으로 구해서 방열량으로 합니다. 특히 Finned Tube의 열전달은 공기의 속도에 크게 좌우하기 때문에 Finned Tube와 Fan으로 불어주는 공기의 유속과의 조합으로 실험하지 않으면  정확한 용량이 될 수가 없습니다. (1) Finned Tube의 외부 전열면적은 핀 양쪽의 면적을 모두 계산합니다. 중요한 것은 정확한 면적을 구해 여기에 Fin 효율(η)을 곱해서 유효표면적으로 합니다. (2) Finned Tube의 열전달은 외부 표면적을 계산하는 것이 오차가 크기 때문에 Fin이 달리지 않은 관 내부 면적을 기준으로 열전달을 계산하는 것이 일반적입니다.   Q = Ui*Ai*△t....................................(1) Ui=Tube 내부 면적을 기준으로한 총괄전열계수, Ai=Tube 내부 면적, △t=내 외부 온도차 (3) Ui의 계산방법은 다음 수식에 의합니다. Ui= 1/{1/hi+(xm/km)*(Ai/Am)+(1/ho)*(Ai/[Ab*(1+η*Af/Ab)]} ....(2) 이 수식은 복잡해 보이지만 고쳐서 쓰면 1/Ui = 1/hi+(xm/km)*(Ai/Am)+(1/ho)*(Ai/[Ab*(1+η*Af/Ab)].. (3) 과 같이 되고 이를 글로 표현하면 (전체의 열저항)=(내부열저항)+(금속의 열저항)+(외부의 열저항)..(4) 과 같은 의미의 수식입니다. 앞의 (1)에서 설명한 것처럼 외부 면적을 Af(=Fin면적)와, Ab(=Fin면적 제외면적)으로 나누어 계산해서 면적을 고려하고 Fin의 면적에 Fin의 효율(=η)를 곱해서 유효면적으로 계산한 것 뿐 일반적인 배관에서의 열전달 수식과 동일합니다. 이 수식의 합리성에 문제가 없는 것은 아지지만 효율 η을 감안해서 맞춘 수식이기 때문에 이 효율이 계산의 오차를 흡수하게 됩니다. (4) 문제는... Af, Ab, △t등은 계산이 쉽게 되지만 Fin 효율과 ho를 구해서 총괄 전열계수를 구하는 방법입니다.  이들은 쉽게 계산이 되지 않습니다. 질문에서의 k는 알루미늄의 열전도도가 아니고 식(1)에서의 Ui에 해당하고 a는 Ai가 되어야 합니다. 아니면 (2)식 내의 Ab*(1+η*Ae/Ab)에 해당되는 것이기 때문에 의미가 없는 값에 불과합니다.  (5) ho는 Fin이 달려있는 공기측의 열전달계수이고 이는 공기의 유량과 물성(점도,비열,밀도), 등가직경으로 구할 수 있는 방법이며 등가 직경만 알면 일반적인 관표면에서의 열전달 계수를 구하는 방법과 동일합니다. (6) 마지막으로 효율을 계산하는 방법인데 이를 연구한 사람이 마침 있습니다.  일부 참고서적에서도 찾아 볼 수 있는데 Fin 과 관경의비, 면적의비, 그리고 전도도와 열전달계수의 비로부터 그래프로부터 찾아보는 방법입니다. (이 그래프 또한 실험에 바탕을 두고 그려놓은 도표일 것입니다.) 관심이 있다면 인터넷에서도 찾아볼 수 있으리라 봅니다.  (좀 Rough 한 그림이지만 McCabe & Smith의 단위조작 교과서에도 나와 있습니다) (7) 위의 각기호의 값들이 모두 구해지면 (2)식에서 Ui를 구하고 Ai와 △t를 알고 있으므로 (1)식에서 전체 면적에서의 열전달 속도를 계산해 낼 수 있습니다. 답글을 올렸지만 오히려 혼돈의 늪에 빠뜨리게 하지 않았나 생각됩니다. 결론적으로.. 냉동기의 용량을 정확히 알려고 하면 증발기에 흘러들어가는 냉매의 유량을 알면 쉽게 계산할 수 있습니다. (아마도 제작사가 열전달을 계산했다고 이도 이렇게 계산한 값과 비교해서 앞선 방법으로 계산한 열전달 계산결과가 맞는지 확인해 볼 것으로 봅니다.) (냉동기 용량, kcal/h) = (냉매유량, kg/h)*(운전조건에서의 냉매의 증발잠열, kcal/kg) .....(5) (0) 에어컨의 실제적 용량은 증발기의 용량으로 정해지는 것은 맞지만 그렇다고 해서 증발기의 흡열기(또는 방열기)의 열전달을 계산해서 에어컨의 용량을 구하는 것은 아닙니다. 계산 오차가 크기때문이지요. 따라서 증발기의 용량은 제작자가 제품을 만들어서 실제로 실험적으로 구해서 방열량으로 합니다. 특히 Finned Tube의 열전달은 공기의 속도에 크게 좌우하기 때문에 Finned Tube와 Fan으로 불어주는 공기의 유속과의 조합으로 실험하지 않으면 정확한 용량이 될 수가 없습니다. (1) Finned Tube의 외부 전열면적은 핀 양쪽의 면적을 모두 계산합니다. 중요한 것은 정확한 면적을 구해 여기에 Fin 효율(η)을 곱해서 유효표면적으로 합니다. (2) Finned Tube의 열전달은 외부 표면적을 계산하는 것이 오차가 크기 때문에 Fin이 달리지 않은 관 내부 면적을 기준으로 열전달을 계산하는 것이 일반적입니다. Q = Ui*Ai*△t....................................(1) Ui=Tube 내부 면적을 기준으로한 총괄전열계수, Ai=Tube 내부 면적, △t=내 외부 온도차 (3) Ui의 계산방법은 다음 수식에 의합니다. Ui= 1/{1/hi+(xm/km)*(Ai/Am)+(1/ho)*(Ai/[Ab*(1+η*Af/Ab)]} ....(2) 이 수식은 복잡해 보이지만 고쳐서 쓰면 1/Ui = 1/hi+(xm/km)*(Ai/Am)+(1/ho)*(Ai/[Ab*(1+η*Af/Ab)].. (3) 과 같이 되고 이를 글로 표현하면 (전체의 열저항)=(내부열저항)+(금속의 열저항)+(외부의 열저항)..(4) 과 같은 의미의 수식입니다. 앞의 (1)에서 설명한 것처럼 외부 면적을 Af(=Fin면적)와, Ab(=Fin면적 제외면적)으로 나누어 계산해서 면적을 고려하고 Fin의 면적에 Fin의 효율(=η)를 곱해서 유효면적으로 계산한 것 뿐 일반적인 배관에서의 열전달 수식과 동일합니다. 이 수식의 합리성에 문제가 없는 것은 아지지만 효율 η을 감안해서 맞춘 수식이기 때문에 이 효율이 계산의 오차를 흡수하게 됩니다. (4) 문제는... Af, Ab, △t등은 계산이 쉽게 되지만 Fin 효율과 ho를 구해서 총괄 전열계수를 구하는 방법입니다. 이들은 쉽게 계산이 되지 않습니다. 질문에서의 k는 알루미늄의 열전도도가 아니고 식(1)에서의 Ui에 해당하고 a는 Ai가 되어야 합니다. 아니면 (2)식 내의 Ab*(1+η*Ae/Ab)에 해당되는 것이기 때문에 의미가 없는 값에 불과합니다. (5) ho는 Fin이 달려있는 공기측의 열전달계수이고 이는 공기의 유량과 물성(점도,비열,밀도), 등가직경으로 구할 수 있는 방법이며 등가 직경만 알면 일반적인 관표면에서의 열전달 계수를 구하는 방법과 동일합니다. (6) 마지막으로 효율을 계산하는 방법인데 이를 연구한 사람이 마침 있습니다. 일부 참고서적에서도 찾아 볼 수 있는데 Fin 과 관경의비, 면적의비, 그리고 전도도와 열전달계수의 비로부터 그래프로부터 찾아보는 방법입니다. (이 그래프 또한 실험에 바탕을 두고 그려놓은 도표일 것입니다.) 관심이 있다면 인터넷에서도 찾아볼 수 있으리라 봅니다. (좀 Rough 한 그림이지만 McCabe & Smith의 단위조작 교과서에도 나와 있습니다) (7) 위의 각기호의 값들이 모두 구해지면 (2)식에서 Ui를 구하고 Ai와 △t를 알고 있으므로 (1)식에서 전체 면적에서의 열전달 속도를 계산해 낼 수 있습니다. 답글을 올렸지만 오히려 혼돈의 늪에 빠뜨리게 하지 않았나 생각됩니다. 결론적으로.. 냉동기의 용량을 정확히 알려고 하면 증발기에 흘러들어가는 냉매의 유량을 알면 쉽게 계산할 수 있습니다. (아마도 제작사가 열전달을 계산했다고 이도 이렇게 계산한 값과 비교해서 앞선 방법으로 계산한 열전달 계산결과가 맞는지 확인해 볼 것으로 봅니다.) (냉동기 용량, kcal/h) = (냉매유량, kg/h)*(운전조건에서의 냉매의 증발잠열, kcal/kg) .....(5)