플라스틱 모세유관매트를 새로운 건물공조시스템의 …pds1.egloos.com/pds/1/200602/23/94/catalog.pdf플라스틱 모세유관매트를 이용한 새로운 건물공조시스템의

플라스틱 모세유관매트를 이용한

새로운 건물공조시스템의 최적화

㈜에이텍 폴리튜빙 시스템즈

(우)472-934 경기도 남양주시 지금동 564-9

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공기

대류

복사표면(벽,천장,바닥)

냉방기둥냉각된벽

New, optimum building air-conditioning through use of plastic capillary tubing mats 2

목 차

1. 기존공기조화시스템 ............................................................................................... 3

1.1. 기존 공기조화시스템의 용도와 기능 .................................................................... 3

1.2. 기존 공기조화시스템의 단점 ................................................................................ 3

2. 건강과 열쾌적에 필요한 실내환경의 최적화 ....................................................... 5

2.1. 인체의 에너지 평형 ................................................................................................. 5

2.2. 인체의 열확산 .......................................................................................................... 6

2.3. 드래프트의 위험성 .................................................................................................. 8

2.4. 체감온도의 쾌적범위 .............................................................................................. 8

3. 플라스틱모세유관매트를 이용한 새로운 공조시스템 ....................................... 10

4. 플라스틱모세유관매트의 특징 및 적용범위 ........................................................ 12

4.1. 모세유관튜브기술의 기본특징 및 장점 ................................................................ 12

4.2. 모세유관표면을 이용한 냉방시스템의 작용 및 적용범위 .................................. 15

4.3. 모세유관 외피냉방시스템의 작용 및 응용분야 ................................................... 17

4.4. 모세유관 냉방 shafts/column 의 응용분야............................................................. 21 4.5. 모세유관 열교환기의 작용 및 응용분야 ............................................................... 24

5. 플라스틱 모세유관 시스템의 통합 사용 예 .......................................................... 25

6. 기존공조시스템에서 모세유관시스템으로의 폭넓은 전환에 대한 경제적 측면 28


1. 기존 공기조화시스템

1.1. 기존 공기조화시스템의 목적과 작용

공기조화시스템의 두 가지 용도:

• 인체 호흡에 필요한 냉각된 외기의 공급

이것은 위생학적으로 필요한 조건으로서 표준은 50 m³/h.인이다..

• 냉방부하의 제거

예를 들어 쾌적조건으로서 24 °C 의 실내온도를 유지하기 위해서는 대량의 풍량이

필요하다. 풍량은 냉방부하의 크기에 의해 결정된다.

냉방부하는 아래와 같은 요소로 구성된다:

• 외피부하(창문이나 벽체, 천장 등을 통한 열손실 )

외피부하는 건물의 현대화에 따라 증가하여 왔음.

• 내부발열(인체 ,기계, 동물 등으로부터 방열된 열))

내부발열은 전자제품, 컴퓨터, 통신기기 등의 증가로 지난 몇 년 사이에 급속히 커지고

있다.

기존의 공기조화시스템은 아래와 같은 공기이동방식으로 냉방부하를 제거한다.

• 기존의 공조시스템에서 공기는 고강도로 냉각처리되며, 집중적으로 실내로 에너지를

전달한다.

• 저온공기가 큰 풍량으로 실내에 공급된다..

• 실내로 공급되는 공기는 뜨거운 실내표면(벽, 천장, 바닥 등)과 인체, 기기로부터

방출되는 열을 흡수하여 온도가 상승된 뒤 실외로 배출되며 이는 실내공기의

냉방부하가 큰 상태임을 나타낸다. 이러한 원리는 모든 공기-공기방식과 공기-수배관

방식에 동일하게 적용된다.

• 1.2. 기존 공조시스템의 단점

공조시 공기방식으로 냉방부하를 제거하면 많은 단점이 발생한다. :

• 쾌적성 제한 및 건강상의 높은 위험성

실내에서 퐁량이 커짐에 따라 풍속이 커지며, 이는 낮은 온도와 더불어 류머티스성

질환과 호흡기관 질환을 일으키는 드래프트 현상발생의 원인이기도 하다.


드래프트 현상으로 인한 불만족도를 나타내는 드래프트 위험도는 ISO 7730 (Draft,

1994)에 의해 결정된다.:

DR = (34 - tR) ( wT - 0,05)0,62 (0,37 wT Tu + 3,14) in % (1)

여기서:

tR °C 인체주변의 공기온도

wT m/s 인체주변의 기류속도

Tu % 인체주변의 난류등급

150 명의 피실험자는 tR = 20 ... 26 °C, wT = 0,05 ... 0.4 m/s and Tu = 0 ... 70 %의

환경에서 실험을 수행하였으며, Fig1 은 그 결과를 보여준다..

25%의 risk 를 허용한다 하더라도 풍속은 실온이 26 C 일 경우 0.3m/s 보다 작아야

한다.

⇒ 기존의 공조시스템은 풍속이 항상 0.3m/s 보다 크다.

독일에서는 근래에 wTmax 의 최대 허용치를 0.2m/s 로 결정하였다.

(독일공업표준규격 1946, Part 2).

20 21 22 23 24 25 265

10

15

20

25

30

35

40

45

50

ZUG| 14.3.1999 공기온도

드래프트발생위험도

°C

%

wL = 0,1 m/s

0,2 m/s

0,3 m/s

0,4 m/s40 % 30 %20 %

난류강도

Fig. 1 실온 tR, 풍속 wT 와 난류강도 Tu 의 변화에 따른 드래프트의 위험도


• 소음공해

공기가 높은 풍속으로 실내를 통과할 거주자의 쾌적성과 대화 환경에 부정적인

영향을 끼치는 소음을 일으킨다.

• 높은 운전비용

공조시스템에서는 풍량의 증가에 따라 에너지 소비량과 운전비용이 증가된다.

KQ& = 1 kW 의 냉방용량은 실내 입/출구 유효 공기온도차가 10K 일 경우, 다음의

풍속을 필요로 한다.

hm300

sm0825.0

1010102.11000

tcQV

33K ≈=

⋅⋅=

∆ρ=

&& .

공조시스템에서 일반적으로 상술한 공기량을 운반하는데 필요한 팬의 운송동력은

아래와 같다.

W138W6.010000825.0pVP

total=

⋅=

η∆

=&

.

- 이는 냉방용량의 14%이며, 냉동시스템에서 흡수되어야 한다.

⇒ 매우 비경제적임!

• 높은 유지비용과 낮은 내구성

복잡한 시스템 기술과 다수의 운송장비(팬), 그리고 생리학적 필요 조건을 유지하기

위한 환기덕트와 공기필터 등에 대한 청소는 매우 높은 유지 비용을 필요로 한다.

2. 건강과 열환경에 대한 심리적 효과의 필요조건인 실내환경의 최적화

개량된 공조컨셉을 새롭게 창조하고 경제, 기술적으로 최적화된 장비를 구성하기 위해

서는 반드시 엄격한 과학적인 지식에 의거해야 한다.

2.1. 인체의 에너지 평형

인체에서 복사된 열, q(tot)는 인체의 물리적 효율이 일반적으로 0 이므로 총 에너지 밸런스

q(a)에 일치한다.


총에너지 밸런스는 인체표면에 기반을 둔다. 평균적으로 인간은 다음의 특징을 가진다:

체중 70kg, 키 1.73m, 표면적 A(m)=1.8 m2. 휴식 시의 표준 에너지는 q(b)=45..50 W/ m2 이다.

표 1 의 값은 활동량에 따른 에너지 재편성에(신진대사에 기인한 열≡신진대사율)

적용된다.

활동상태 Metabolic Rates

W/m² met

정좌 58 1

경작업(사무실, 학교, 연구실) 70 1.2

가벼운 보행(쇼핑, 실험실, 조명업) 93 1.6

일반적인 활동량(세일즈맨, 가사, 기계공) 116 2

안정된 상태에서 인체로부터 확산되는 총열량:

• 15 % Insensitive perspiration (moisture diffusion with dry skin)

• 11 % 땀 증발

• 11 % 호흡

• 63 % 대류와 복사에 의한 현열 확산.

안정된 상태에서 퍼센트 분포는 총에너지재편성과 관련이 있다(함수관계). 위의 특정된

퍼센트 분포는 75W/m2 의 열량에 근거한다.

2.2. 인체 현열

안정상태에서의 현열은:

.q52.1qqq 8,0BSKb,tr &&&& ≈+= (2)

Fig2 에서 확산 열량은 인체로부터 실내공기로의 대류 열전달과 실내표면으로의 복사에

의해 이루어지며, 결과 값은 다음과 같다:

KLLMMK f)tt(q −α=& (3)

{ } SKL4

S4

MMS ff)273t()273t(q +−+εσ=& (4)

표 1 ISO 7730 (Draft, 1994)에서 활동에 따른 에너지 소비량(58.2 W/m² = 1 met)


여기서:

tM °C 의류표면온도

tL °C 인체주변의 공기온도

tS °C 평균복사온도(실내표면)

fKL - 의류에 의한 표면적 증가(표 2)

fS - 복사표면의 감소(예를 들어 팔 안쪽 표면은 실내로 복사가

이루어지지 않음) fS ≈ 0.71

Mα W/(m²K) 대류열전달계수(인체 – 공기)

σ W/(m²K4) 복사 상수(σ = 5.67⋅10-8 W/(m²K4))

Mε - 인체 의류표면의 복사계수(εM ≈ 0.93).

식(2)에서 대류와 복사의 퍼센티지는 전체 열량의 합계에 기준한 것이다. 즉,

인체로부터의 대류 열전달의 증가로 복사열량이 보상되고 감소될 수 있다.

⇒ 기존 공기청정시스템의 단점은 높은 풍량을 줄이고 복사를 통해 인체에서

실내표면(천장, 벽, 바닥)으로 방출되는 열량을 늘리는 것으로 완화될 수 있다.

아래 서술과 같이 이는 표면을 냉각시키는 것으로 매우 효과적인 냉방효과를 얻을 수

있다. 공식(4)에 따르면 복사열 방출에서 인체표면과 실내표면의 온도차이는 4 제곱이기

때문에 이에 대한 측정은 특히 중요하다.

인체에서 주위환경으로의 현열은 먼저 의복을 통해 전달되야 한다. (즉, 열쾌적의 언급 시

의복 또한 고려대상으로 삼아야 한다.)

기류

qK 대류

.

qS복사

.표면열교환(벽,천장, 바닥)

Fig. 2

인체로부터 실내공기에 대한 대류 및 실내표면에 대한 복사 열전달


( ) )tt(R155,0)tt(q MH1

KLMHKL

tr −=−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

δλ

= −& . (5)

식(5)에서 온도차이는 피부온도 tH 와 의복 표면 온도 tM 사이의 차이이다. 의복

열저항계수 RKl 의 범위는 표 2 와 같이 0 clo 에서 3.5 clo 사이이며, 작업복 0.6clo, 사무복

1.0 clo 등은 그 사이의 값이다.

의복 종류 RKL (δ / λ)KL fKL

clo m²K/W

미착용 0 0 1

얇은 의복 0.1 0.0155 1

작업복(Europe) 0.6 0.093 1.1

사무복 (Europe) 1 0.155 1.15

두꺼운 의복 3.5 0.543 1.4

2.3. 드래프트(Draught) 위험도

드래프트 위험도는 매우 작은 값으로 제한되어야 한다. 공식(1)과 Fig1 에 의하면 0.2m/s

이하 풍속으로 유지되어야 하며, 최대 0.25m/s 를 넘지 말아야 한다.

2.4. 쾌적범위내에서의 실내 체감온도

실내체감온도 t(e)는 대기온도 t(i)과 자연의 평균 복사온도, t(s)의 가중평균으로 계산된다.

다음 식은 2.3 절에서 정의된 풍속이 유지될 때 적용된다.

tE = 0,5 (tL + tS). (6)

실내 평균복사온도는 모든 실내 표면(즉, 벽, 창문, 천장, 바닥 등)의 온도 (t(i))와 상응하는

표면 A(i)로부터 근접하게 유도할 수 있다.

∑

∑

=

== n

1ii

n

1iii

S

A

Att . (7)

Table 2 의복 종류에 따른 열저항과 표면 증가율 fKl


ISO7730(초안)에서는 상대습도 50%서 실내체감온도를 활동정도, 의류, 기류속도의

함수로 규정한다. 많은 양의 설문조사 자료로부터의 전형적인 결과 값이 Table3 에 나타나

있다. 여론조사에 의하면 응답자의 95%가 이 온도들이 최적화된 것임을 확인했으며, 최소

불만족율은 5%로서 그 이상의 일치는 달성할 수 없다.

체감온도 tE (°C)

픙속 wL 활동

정도 0.1 m/s

Clothing

0.15 m/s

Clothing

0.2 m/s

Clothing

0.3 m/s

Clothing

Met clo clo clo clo

(W/m2) 0.5 0.75 1.0 0.5 0.75 1.0 0.5 0.75 1.0 0.5 0.75 1.0

1 (58) 26.0 24.6 23.3 26.5 25.0 23.6 26.8 25.3 24.0 27.2 25.7 24.3

1.2 (69.6) 24.7 23.1 21.5 25.2 23.5 22.0 25.5 23.9 22.3 26.0 24.4 22.7

1.4 (81.2) 23.3 21.6 19.8 23.8 22.1 20.4 24.3 22.4 20.7 24.8 23.0 21.2

1.6 (92.8) 22.1 20.2 18.3 22.7 20.8 18.8 23.1 21.2 19.2 23.7 21.7 19.8

1.8 (104.4) 20.9 18.7 16.6 21.4 19.3 17.2 21.9 19.8 17.6 22.5 20.4 18.2

2 (116) 20.3 17.3 15.0 20.2 17.8 15.6 20.7 18.3 16.0 21.3 19.0 16.7

그림 3 은 표 3 에서 발췌한 값을 보여준다. 최적화된 실내 온도로부터 편차를 보이는 실제

실내온도는 5%보다 높은 (불)만족률을 보인다. 예를들어, 다음의 불만족률은 1.2met, 0.5

clo 의 경우 실내체감온도의 최적화 값으로부터의 편차에 의한 결과를 보여준다.

1 K ⇒ 8 %, 2 K ⇒ 15 %, 3 K ⇒ 28 % .

⇒ 최적화된 실내 체감온도는 가능하면 정확하게 유지되어야 한다. 독일규격은 최대

2K 의 편차를 허용한다.

Table 3 ISO 7730 에서 코쾌적범위 체감온도 (Draft, 1994)


실내온도 tL 와 자연의 평균 복사온도, t(s)의 차이는 쾌적한 공조를 위해 2K 를 넘지

말아야 한다.

⇒ 최적화된 건강한(위생적인) 실내 기후는 실내온도와 평균복사온도의 차이가 쾌적범위

실내체감온도로부터 최대 ±1 1K 범위 이내인 경우에만 이뤄질 수 있다.

3. 플라스틱모세유관매트에 기반을 둔 최신 공기조화시스템

이 새로운 개념은 다음의 주요 기준에 따라 기존 공조시스템의 단점(1.2 장)을 극복할 수

있다:

• 실 외피에 대한 냉방

플라스틱 모세유관매트는 벽과 천장 등 외피에 냉수를 공급함으로써 외부로부터의

열이 실내로 들어 오기 전에 외피에서 제거한다.

구조체에 대한 냉방은 외피 표면온도를 낮출 수 있으며, 인체는 복사에 의해서

인체내의 열의 상당부분을 벽이나 천장표면으로 방출한다.

기계장비와 표면으로부터 방출되는 열량은 냉각된 실내 표면에 의해 흡수된다.

• 이상적인 분할기능

• 실내의 열은 대부분 통합된 냉수시스템을 사용하여 냉각된 구조체에 의해 제거된다.

풍량(airflow rate)은 위생학적으로 인체건강에 필요되는 값으로 줄일 수 있다.

0,1 0,2 0,323

24

25

26

27

28

1 met; 0,5 clo

1,2 met; 0,75 clo

기류속도 wL

m/s

작용온도

°C

최적상태

1,2 met; 0,5 clo

1 met; 0,75 cloFig. 3

불만족율 5%이하, 정좌,

밝은 의복일 경우 실내 체감온도


⇒ 실내 공기에 의해 흡수되는 냉방부하는 상당히 낮기 때문에 실내로 공급되는

풍량은 급격하게 줄어들고 공급되는 입구공기온도를 높일 수 있으며, 이는 다음과

같은 결과를 불러온다.

• 쾌적성 향상 및 건강 리스크의 감소

적은 양의 공기가 요구되기 때문에 풍속을 상당히 줄일 수 있으며, 따라서 드래프트

위험도를 제거할 수 있다. 아울러 실내 평균복사온도에 근접하거나 좀더 높은

실내온도는 호흡기관에 매우 긍정적인 영향을 끼친다.

⇒ 류머티스성 질환이나 호흡기관질환의 원인이 제거된다.

• 소음공해가 없음

상대적으로 낮은 풍량은 실내로 공급되는 공기의 소음을 제거할 수 있다.

• 낮은 운전비용

공기처리와 운송을 위한 에너지와 운전비용은 상당히 줄어든다.

냉방부하는 플라스틱모세유관매트에 흐르는 냉수에 의해 효과적으로 제거될 수 있다.

냉방용량 KQ& = 1 kW , 입출구 냉수 온도차가 3K 일 경우, 냉수유량

hm29.0

sm00008.0

3420010001000

tcQV

33K ≈=

⋅⋅=

∆ρ=

&& .

상당량의 냉수를 운송하는데 소요되는 펌프의 동력

W3W72.0

3000000008.0pVPtotal

=⋅

=η

∆=

&.

이는 냉방용량의 0.3%에 해당됨.

⇒ 매우 경제적임!

• 낮은 유지관리비와 장수명

유지관리 비용은 공조장비의 감소로 그 범위가 한정되어 있으며, 플라스틱 모세유관

매트와 구조체의 통합은 내구성을 증가시킬 수 있다.


4. 플라스틱모세유관매트의 특징 및 적용분야

4.1. 모세유관매트의 기본특징 및 장점

• 원천기술

Clina 사에서 대량으로(diameter 3.4x0.55mm, tube intervals 10mm and higher)개발, 생산되는

플라스틱모세유관은 폴리프로필렌으로 구성되어 있으며 원천기술에 중요한 특징을

제공한다. 다음의 요소들은 원천기술의 차별화된 특징이다:

• 에너지 이용의 최적화

• 기존 기술에 비한 획기적인 비용절감

• 환경친화적인 생산, 운전과 재생 가능한 물질의 사용

• 장기적 안정성 , 화학작용에 대한 저항과 스케일 방지물질

• 심플한 디자인

• 다각적인 적용 가능성

• 대량 생산 가능

• 열역학 특성상의 장점

모세유관매트의 다음 두 가지 기하학적인 특징은 건설자재의 열전도와 대류에 의한

열전달 측면에서 커다란 도움을 준다.

• 좁은 유관 간격(Small Tube Intevals): 10mm 에서 시작하는 좁은 유관간격은, 매트에서

일어나는 열전도로 인해 건설자재의 열전도계수가 이전처럼 높은 중요성을 가지지

않도록 하여, 건설자재 사이의 온도 차이를 최소화 시킨다.

예를 들어, 독일에서 바닥난방시스템은 기존 시스템에서 20K 온도차이로 이루어낸

열량을 13K 의 온도차이만으로 이루어낼 수 있으며, 냉방시스템 역시 같은 결과를

보인다 .

• 작은 유관관경 (Small Tube Diameters): 약 3.4mm. 작은 유관 관경은 낮은

공기이동속도에서도 천장패널로 하여금 높은 대류 열전달 계수를 가질 수 있게 한다.


만약 주위 공기가 0.05-0.5m/s 의 속도로 유관을 통과하면 모세유관의 열전달계수는

1/2 인치 파이프보다 세 배정도 높으며, 이는 실내 냉방을 위한 흥미로운 가능성을

제시한다.

• 생체공학

생체공학은 생물학을 비롯한 자연작용이 어떻게 기술공학 분야에 응용될 수 있는지를

연구하는 분야이다: 여기서 이는 단지 복잡한 과정의 일부를 해석하는데 유리하다.

실내 에서 주위의 표면온도 조건은 인체내의 혈액순환과 유사하다. 특히 혈관에서 열이

외부로 전도되는 현상은 모세유관매트를 이용한 기술에 응용 될 수 있다. 피부의 작용은

매우 복잡하여 재생하는 것은 몽상에 가깝기 때문에 우리는 ‘ 피부’ 에 대하여 언급하는

것을 의식적으로 회피한다. 하지만 열이 외부로 전달되는 혈액순환시스템은

모세유관매트의 열전달에 기술적인 방법으로 사용될 수 있다.

열공학상 성능을 높이기 위해 자주 표면적을 넓히는데 (예. 유관에 부착된 핀) 이런

“ 구조적 현상” 은 자연에선 일어나지 않는다. 과학적인 연구는 모세유관매트의 매우

양호한 열전달 성능은 이런 fins 에 의해서 개량된 것이 아님을 보여준다. 이는

플라스틱모세유관이 이미 자연에 매우 흡사함을 뜻한다.

• 플라스틱 모세유관 사용시 장점

사용되는 폴리프로피렌과 모세유관매트의 유연성, 그리고 증명된 시스템디자인은

다양한 요구조건을 만족시킨다. 이들 중 가장 중요한 것은 다음과 같다:

• 단순하고

유연한

레이아웃

⇒ 모든 시스템이 같은 컴포넌트로 구성

(폴리프로필렌 모세유관매트) :

• 표면 냉난방 시스템

• 샤프트에 의한 대류냉방

• 외부공기 냉각 장치

• 유연한 냉방 제어

• 열교환기 (해수 냉각).

시스템의 배관 또한 같은 재질의 플라스틱 파이프로 구성된다. 모든 시스템 컴퍼넌트와의 연결은 특수한 연결을 통해 유연하게 이루어진다.

• 장기적 안정성 ⇒ 심플한 설치:


및 관리의

편리성

• 냉난방 장치표면은 보수유지를 필요로 지 않는다. 이는 몇

년에 걸친 천장냉방 응용제품의 경험에서 증명됐다.

우수한 참조문헌이 존재

• 냉방장치의 청소가 용이함

• 열교환기의 청소가 용이함

• 부식과

스케일의 방지

⇒ 폴리프로필렌으로 제작된 시스템은 이 요구조건을

이상적으로 충족시키며, 바닷물은 항상 열교환기 내

튜브밖으로 흐른다.

• 에너지 절약 ⇒ 시스템의 뛰어난 장점은 높은 에너지 절감을 가능케 한다.

• 넓은 열 전달 표면(천장, 벽, 바닥, 냉방 벽, 냉방기둥, 등)은

주위 온도에 비교하여 최저의 온도차이로 운용될 수 있게

한다. 이는 냉난방 모두에 적용된다. 이런 상황하에서,

환경에너지 (바닷물, 하천, 지하 집열, 태양열 집열)는

온도변화 없이 혹은 최소한의 온도변화만 가지고 최소한의

전환 에너지와 함께 (예를들어, 보다 센 동력을 가진

냉각장치) 직접적으로 사용될 수 있다.

• 공기조절대신 냉수을 사용하는 냉방시스템은 운송동력의

절감만으로도 뛰어난 에너지 효과를 도모할 수 있다.

• 벽체에 대한 직접적인 냉방은 높은 외부온도 로부터

실내를 보호하며, 비교적 높은 냉수의 (환경자원의 사용)

사용이 가능하다. 또한 실내서의 냉동동력소비를 상당히

절감할 수 있다.

4.2. 모세유관 표면냉방시스템의 작용 및 적용분야

천장, 벽, 바닥은 구조체의 냉방에 포함될 수 있다. 열공학의 관점에서 봤을 때 운영상의

버전(version)이나 모드(mode)에 따라 고정된 운영시스템과 고정되지 않은 운영시스템의

차이를 두는 것이 필요하다.

• 고정된 운영시스템의 구조체 냉방


이런 시스템은 냉수가 공급됨과 동시에 사실상 아무런 시간적인 지연(inertia) 없이

실내에서 열을 제거한다. 설계에서는 오직 최소한의 열저장 수용량을 갖고 매우 잘

조절될 수 있도록 계획된다. 모세유관매트는 표면에 가까운 구성층에 설치되어

냉방효과가 실내에 직접 이용될 수 있게 한다.

고정된 냉방 천장의 설계는 Fig.4 의 예에 보여진다. 이런 천장은 건축상 다양한 설계를

가능케 한다. 전등, 그릴, 연기감지기, 스프링클러 시스템, 방음틀 등이 쉽게 통합될 수

있다. 플라스틱모세유관매트는 금속천장틀이나 플라스틱 보드에 붙여지거나 혹은

미장용 벽토나 회반죽에 매립될 수 있다. 매트의 유연성 때문에 건축상의 창조성은

어떠한 제한도 받지 않는다.

천장패널(플라스터 or 집섬)

l = 15 mm

q. Ru

모세유관튜브 system3,4 x 0,55 mm

tRu

천장 (콘크리트)

q.RutRu

천장패널(금속)

l = 15 mm 모세유관튜브 system3,4 x 0,55 mm

변종:Fig. 4

냉방용 천장과

그에 부착된

모세유관 매트


일반적으로 냉방은 냉동기에서 제공되는 16°C 정도의 냉수에 의해 이루어 진다. (실온과

냉수의) 온도차이 10K 에서 수용량 50…90 W/m2 의 냉방천장(fig.4)은 특히 효율적인

것으로 증명됐다. 벽과 바닥냉방표면 역시 사용됐다.

독일에서 1990 년 이래로 100 만 m² 이상의 면적의 냉방천장이 설치됐고 플라스틱

모세유관 매트는 이중 30%이상을 차지한다.

• 변화하는 운영시스템의 구조체 냉방

축냉을 위해 때때로 구조체의 다수를 이용하는 구조체냉방시스템 또한 존재한다.

모세유관매트는 단단한 천장이나 벽체속에 설치된다. 이런 구조성분들은 특히 야간에

구조체속의 냉수로 인해 식어서 주간의 최대 피크부하를 완화시킬 수 있게 한다. 여기서,

실내온도가 구조성분들(예, 천장)의 열량에 직접적인 비율로 상승하기 때문에 자기조절

수용량은 높다. 그러나 주간에 흡수된 열량은 직접적으로 조절될 수 없다:

• 독일에서 야간에 비교적 낮은 온도로(약 18 도) 이용할 수 있는 자연 냉각(증발

냉각)으로부터의 냉수가 에너지를 절약하기 위해 사용된다. 주간에는

플라스틱모세유관이 사용될 시 열소비가 약 500Wh/m2 가 된다. (두꺼운 배관의

사용은 상당히 저조한 결과를 불러온다)

• 해수에 의한 냉방은 아열대국가(예. 지중해의국가들)의 경제적인 대안이다.

• 기후가 더운 국가에서는 냉수를 생산할 수 있는 냉방기계의 사용이 필요하다. 냉방이

야간에 구조체에 저장(stored)되고 주간에 침투하는 열을 제거하기 위해 사용될 경우

냉방기계의 에너지 소비량은 적게 유지될 수 있다.

• 공정된 운영시스템과 변화하는 운영시스템을 결합한 구조체 냉방

모세유관매트는 구조체의 냉방과 야간의 경제적인 축냉을 위해 단단한 구조체 중앙에

설치되며, 모세유관매트의 2 차측 시스템은 냉방표면 근처에 통합된다. 냉방량은 2 차측

시스템에서 흐르는 냉수에 의해 조절된다. 이는 수동적인 구조 체 냉방시스템을 조절이

가능한 냉방시스템으로 보완하고 설정된 실내 온도 유지가 가능하도록 한다. 기술적인

설명은 Fig.5 에 나타나 있다.


• 적용분야

모세유관 표면냉방시스템은 높은 쾌적함을 요하고 위생학적으로 요구되는 풍량과

정해진 조건(실내온도와 습도)으로 처리할 수 있는 추가적인 공조시스템이 존재하는

곳이면 어디에서나 적용이 가능하다. 구체적인 예는 이래와 같다:

• 맨션, 대형 아파트

• 호텔

• 병원

• 컨벤션 센터

• 오피스 빌딩

• 스포츠 경기장

• (경주동물용) 마구간, 동물병원

• 고품질의 동물수송차량.

4.3 모세유관 외피냉방시스템의 작용 및 응용분야

외피냉방시스템의 목적은, 더운 지방의 냉방요구조건을 살펴보고 그 결과를 구조체

냉방의 기술적 가능성과 연결해 볼 때 확실해 진다.

• 더운 지역에서 건물의 외부 냉방부하

외부(대기)로부터의 열류는 투과성표면(창문)을 통한 태양복사와 벽을 통한 전열로

q.

천장(콘크리트)

l = 15 mm

a

∆ i

바닥외장재tRoRo

q.Ru

= 150 mm

∆ = 150 mm 모세유관튜브 system3,4 x 0,55 mm

a

x

y

tRu모세유관튜브 system 2

Fig. 5

천장중앙의 모세유관

매트는 구체의 냉방과

경제적인 야간 축냉에

사용되며 , 2 차측

모세유관 튜브는 실내

열부하 제거에

사용된다.


구성된다. 벽체를 통한 전열은 시간에 따른 지연효과기 있으며 그 크기는 실내표면에

의해 감쇠된다. 그러나 최근 건물들의 축열성은 비교적 낮다(즉 시간에 의한

지연효과가 작다). Fig6 은 오만 만지역의 대기온도와 상당외기온을 보여주고 있는데,

여기서는 동쪽벽에 내리쬐는 태양의 효과가 상당 기온으로 전환되었다. Fig7 은

단열재가 없는 200mm 두께의 콘크리트벽(version 0)과 40mm 의 외단열이 되어있는

콘크리트벽(version I)의 내부표면온도를 보여주고 있다. 이 경우의 조건 하에서,

24 시간동안 실에 흘러들어가는 열량은 version 0 의 경우 876Wh/(m2d)이고 version

I 의 경우 213Wh/(m2d)이다.

⇒ 단열된 벽뿐만 아니라 단열되지 않은 표면 온도는 너무 높아서 쾌적한 조건을

만족시키지 못한다. 실로 들어가는 열은 공조를 위한 냉방부하를 불필요하게 증대시킨다!

0 4 8 12 16 20 2425

30

35

40

45

50

55

60

65

상당외기온

기온

Time h

°C

Tem

pera

ture

0 4 8 12 16 20 2428

29

30

31

32

33

34

35

36

대안 I:단열 40 mm콘크리트 200 mm

Time h

°C

Wal

lTem

pera

ture

대안 0:콘크리트 200 mm

Fig. 6

오만 만지역에서 건물의 동쪽벽에의 대기의 온도와 상당외기온

Fig. 7

그림 6 의 조건에서 동쪽벽의 내부표면 온도 곡선 대안 0: 200mm 두께의 콘크리트 벽체 대안 I: 200mm 두께의 콘크리트와 40mm 외단열


• 외피냉방의 효과

Fig8 은 모세유관매트가 통합된 벽체 구조의 개념을 보여주고 있다. 매트의 매설

위치(간격 s)는 변화할 수 있다. 대안으로서 외단열을 설치할 수도 있다. 오만 만지역에서

모세유관매트를 사용하여 28 도의 해수(한 경우에서는 26 도)로 벽체를 냉방하는 것에

대한 계산이 수행되었다. 이 계산에서는 실온이 매우 높은 것으로 가정되었다(28 도-30 도).

즉, 실내가 냉방되지 않았거나 아주 조금 냉방된 것을 가정한 것이다.

벽체 냉방의 결과(table4)는 다음과 같다

• 벽체 냉방이 없다면 (version 0 과 version I) 실내는 쾌적하지 못하다

• 열 효율의 관점에서 실내쪽 표면근처에 폴리프로필렌 모세유관 매트를 위치하는 것이

특히 유리하다.

• 낮은 온도의 물을 공급하는 것은 매우 효과적이다. 온도가 28 도에서 26 도로 낮아질 때

실내에서 흡수되는 열은 3 배 증가하며, 실내온도는 1-2K 낮아진다.

모세유관시스템da/di = 3,4 / 2,3 mmλ = 0,21 W/(m K)간격: 15 mm

콘크리트 200 mmρ = 2200 kg/m³λ = 1,4 W/(m K)c = 1050 J/(kg K)

단열재δa = 0 mm or 40 mmλ = 0,04 W/(m K)

ta tR

200 mmδa

s

외부

내부

Table 4 벽체를 냉각시키는 경우 다양한 벽체구조 및 냉방 시스템에서의 열류 및

최대벽체온도

Fig. 8

해수로부터 냉방에너지를 이용하는 모세유관 시스템을 적용한 벽체 구조


대안 tWater °C

모세유관

매트 위치 단열재 두께

24 시간동안 외부에서 벽체로 흐르는

열류량 Wh/(m²d)

24 시간동안 벽체에서 실내로 흐르는 열류량

Wh/(m²d)

최대벽

체온도

0 - 없음 0 876 876 35.9

I - 없음 40 213 213 30.8

1 28 외부 0 4,562 21 29.8

2 28 중앙 0 2,325 -38 29.5

3 28 내부 0 1,542 -88 28.8

4 28 외부 40 295 -76 29.0

5 28 중앙 40 277 -98 28.8

6 28 내부 40 261 -144 28.2

7 26 외부 40 338 -241 28.0

8 26 중앙 40 318 -317 27.5

9 26 내부 40 299 -475 26.4

• 유용한 개선가능성

선택된 예제의 현 상황에서(냉방이나 단열이 없는 200mm 콘크리트벽) 876Wh/(m2d)의

열이 매일 실내 밖에서 들어온다. 이 외부 부하를 공기를 이용하여 제거해야 한다.

벽체에 40mm 의 단열과 모세유관매트를 설치하고 평균수온 26 도의 물을 모세유관을

통해 공급하면(version9), 외부로부터 들어오는 299Wh/(m2d)의 열이 실내로 들어오기

전에 즉시 제거된다. 더하여, 벽체는 매일 475Wh/(m2d)의 열을 실내에서 제거한다. 그

결과 공조설비가 처리해야 할 부하를 줄여준다.

이는 내부 벽체 표면의 최대온도를 쾌적 조건이 만족될 수 있을 정도로 저감시킨다.

⇒ 최대표면 온도: 35.9 도 -> 26.4 도 (쾌적한 실내 조건!)

적용분야

두 가지의 매우 중요한 응용을 생각할 수 있다.

4.2 에서 언급된 것처럼 단단한 외피로 된 건물의 쾌적

이러한 건물에 설치된 공조설비의 부하는 외피냉방을 이용하여 매우 절감될 수 있다.

더하여, 낮은 벽체 온도는 인체의 복사열교환을 향상시키므로 쾌적에 상당히


긍정적인 효과를 가져온다. 외벽, 천장, 바닥 간의 표면 온도차이가 완화되기 때문에

인체가 인지하는 쾌적에 매우 긍정적인 효과를 가져온다(복사 불균형의 해소).

• 간단한 설계의 거주용 건물

플랜트 시설, 공장시설

마구간

저장창고

공조설비가 설치되지 않았을 때 실내온도는 단지 외벽을 냉각시키는 것만으로

간단하게 저감시킬 수 있다. 이는 실질적으로 쾌적 조건을 이룰 수 있도록 하며,

생산기술의 발달은 극한 조건에서 쾌적 조건을 이룰 수 있는 기초를 제공해 준다. 매우

다습한 경우, 표면온도를 한없이 낮출 수는 없고 이에 따라 냉방능력또한 제한된다. 즉

수온을 증가시키는 것이 필요하다. 외벽체 냉방을 모세유관 냉각기둥과 조합하는

것도 가능하다(4.4 절).

4.4. 모세유관 냉방 column/shaft 의 작용 및 응용분야

실내 온도와 습도는 대류냉방 장치를 이용하여 실내공기를 경제적으로 냉각/

제습함으로써 필요한 만큼 감소되고 유지될 수 있다. 대류냉방장치에서 응축수는

수집되고 드레인을 통해 배출되어야 한다.

냉방샤프트와 냉방용량의 기본 설계

두 가지 효과적인 설계가 Fig9 와 10 에서 보여진다. 캐비닛이나 샤프트에 들어가 있는

냉방장치는 간막이벽으로 동시에 사용될 수 있으며 매우 쉽게 청소할 수 있다.

냉각수(cooling water)는 플라스틱 배관으로 구성된 시스템에 의해 공급되는데, 이

배관에는 장기간 사용할 수 있는 유연한 연결장치들이 포함된다. 공기냉방기둥은 원하는

대로 배열할 수 있다.

공기냉방기둥의 성능은 Fig11 에서 보여진다. 캐비닛이나 샤프트의 성능결과는 총 깊이

250-300mm 인 경우와 같다. 냉방 성능은 기둥이나 캐비닛에 작은 팬을 설치하고 팬을

주기적으로 켜다 끄는 것으로 향상될 수 있다. 이것은 실내를 호텔객실로 사용하는

경우에 실용적일 수 있다. 응축수를 모아서 저장하는 곳은 기둥이나 캐비닛 밑바닥에

설치할 수 있다.


tLa,wLa

tLeT

모세유관튜브시스템

(평행한면

)

냉수입구

냉각공기유출

더운공기입구


(코일

)

tLawLa

tLe

냉수

입구

DSDK

냉각공기

유출

더운공기유입

6 8 10 12 14 16 18 20 220

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

냉수온도 (입구온도)

냉방능력

DS = 500 mm의냉방기둥유량 200 kg/h2속도팬이용 (강제대류)

wLa = 0,24 m/stLa = 18,5 °C

실내온도tR = 26 °C

DS = 600 mm의냉방기둥유량 100 kg/h중력이용 (자연대류)

W

°C

Fig. 10 모세유관 매트를

팽팽히 잡아당겨서 만들어진

냉방 Cabinet 또는 shaft

Fig. 9 코일화된 모세유관 매트로 구성된 냉방기둥

Fig. 11 중력을 이용한 냉방기둥과 2 속도 팬을 이용한 냉방기둥의 냉방용량


• 외기 도입 및 외기 냉각 장치

플라스틱 모세유관매트가 있는 샤프트는 외기 도입과 외기 냉각의 목적에 사용될 수 있다.

상부의 외기 도입을 위한 단면은 대기와 연결되어 있다. 외부 공기의 유동은 샤프트

내부의 평균 수온에 의해 영향을 받는데, 수온은 개별적으로 조정될 수 있다.

• 유연한 냉방 sails

Fig12 는 모세유관매트를 응용할 수 있는 다양한 가능성의 예를 보여준다. 여기에 묘사된

모세유관의 네트워크는 예를 들자면 금속 메쉬, 직물 이나 천연 섬유 메쉬와 조합될 수

있다.

외부 부하가 매우 클 때 모세유관매트를 냉방 Sail 의 위, 아래쪽에 배열하면 에너지

측면에서 물을 매우 잘 이용할 수 있다. 매트는 직렬로 연결되는데, 이 때 냉수는 먼저

아래쪽을 통해 실로 유입된다. 그러면 물은 상부쪽에서 온도가 상승하는데, 여기서

외부에서 유입된 열류의 대부분이 소산되어 없어진다.

• 적용분야

(기술의) 적용은 냉방 요구가 존재하고 제습 또한 요구될 경우 어디나 가능하다. 하지만

위생적인 공기처리를 위해서 공조설비와 조합된 표면냉방시스템의 기술과 비용문제는

간주하지 않는다. 그러나 냉방샤프트와 냉방 sails 는 이미 존재하는 건물에 설치할 때에

매우 적합하다. 현재 설치된 예는 다음을 포함한다.

• 플랜트 시설

• 저장 건물

• 주거용 건물

유동배관

리턴배관


세부구성

Fig. 12

금속, 직물, 섬유제품과 모세유관 시스템을 조합한 유연한 냉방 sail 시스템


• 백화점

• 온실

• 보수대상 건물

• Tents.

냉방 sails 는 규모가 큰 스탠드에도 사용할 수 있다.

4.5. 모세유관 열교환기의 작용 및 응용분야

해수나 해안근처 샘으로부터 여과된 소금물은 해안이나 항구근처의 건물에서

이용가능하다. 어떤 지방에선 온도가 매우 낮아서 이런 물을 냉방에 직접 사용할 수 있다.

그러면 냉방 기계의 사용은 고려하지 않아도 된다.

예를 들어, 8 월 튀니지해안에서 수심 3m 이내 수온의 최대 온도는 약 18 도이다. 이 정도

온도의 물은 냉방 기둥을 사용한 공조에 사용될 수 있다. 하지만 더 높은 기온의 물 역시

(예. 26 도) 벽체를 이용한 냉방에 사용될 수 있다.

플라스틱 모세유관을 따라 흐르는 차가운 물은 닫혀진 회로에서 순환해야만 하며 사이에

열교환기를 설치하는 것이 필요하다. Fig13 은 이와 같은 회로의 예이다.

Fig14 는 열교환기 설계의 예를 보여준다. 열교환기는 다음과 같은 특징이 있다.

tKW'

tKW''

'tMW = 18 °C

tMW''

∆tV=5 K

공급냉수mKW, CKW(순환)

해수유입mMW, CMW

mσsssκλ

··

· ·

∆tVL= 1 K ∆tRL= 1 K

열교환기

냉방기둥

= 19 °C

Fig. 13

해수를 냉열원으로 활용한 시스템의 개념.


열교환기는 해당국가내의 재료와 인력을 가능한 한 최대한 사용, 유리한 가격에 생산할

수 있다.

해수는 소금을 포함한다. 이 때문에 열교환기 표면은 화학적저항력을 가지고 또한 청소가

용이하며 피막 형성을 방지할 수 있는 재료로 구성되어야 한다. 폴리프로필렌재질의

플라스틱모세유관이 선택되었다.

• 해수중에는 부유 모래, 진흙 성분이 있다. 따라서 열교환기는 하부에 위치한 부속을

통해 진흙성분을 제거할 수 있도록 설계된다. 더하여, 유관묶음은 심각한 오염이

발생한 경우 주기적으로 벗겨낼 수 있다.

5. 플라스틱모세유관시스템 통합사용 예

앞에서 언급된 것처럼 모세유관매트를 설치한 구조체를 설계하는 방법은 매우 다양하다.

실내공조시스템은 이런 구조 요소들을 매우 유연하게 통합시킬 수 있고 기존의

공조시스템과도 통합하여 사용될 수 있다.

플라스틱 모세유관매트를 사용하면, 다음의 요구사항들을 개별적으로 혹은 동시에

만족시킬 수 있다.

• 표면 냉방 (예: 매달린 냉방천장, 냉방 sail)

• 구조체를 이용한 냉방 (예: 천장냉방, 외피냉방)

해수입구


2차측출구

해수출구

2차측입구

Fig. 14 해수를 이용한 간단한 열교환기의 구성 – 이차측은 쉽게 청소할 수 있는 모세유관

튜브로 구성된다


• 공기냉방

• 제습

• 냉각된 외기를 사용하는 것

적용 가능한 분야는 아래에 다음과 같이 keyword 로 언급되어 있다:

사무소 건물, 컨벤션센터, 맨션

위생 목적의 낮은 환기율을 가진 기존의 공조설비와 구조체를 이용한 냉방시스템을

통합하여 이상적인 쾌적함을 제공.

혹은

공기냉방 pillars 나 shafts 를 구조체 냉방 시스템과 조합할 수 있고, 쾌적감을 향상시키기

위해서 외기 조절장치로 보완.

• 주택건설, 단독주택, 호텔빌딩

쾌적감을 향상시키기 위해 공기냉방 pillars 나 shafts 를 외기 조절장치로 보완

• 시장, 백화점

쾌적을 위해 구조체 냉방, 매단 천장 sails, 공기냉방 pillars 나 shafts 가 가능.

• 스포츠 아레나

관중석(규모가 큰 스탠드, 박스시트): 매우 향상된 환경을 위한 바닥/벽 냉방, 이동이

가능한 매단 냉방

• 공장/산업시설

근무환경 및 기술 생산 조건을 향상시키기 위한 구조체 냉방, 공기 냉방 pillars 와 shafts,

기계를 냉각 캡슐로 싸는 것과 같은 특수한 방법.

• 동물 사육 시설

매우 발전된 환경을 위해서 구조체 냉방, 이동이 가능한 매단 냉방 sails, 공기냉방

pillars/shafts 사용

혹은 기온이 그리 높지 않은 지중해에 위치한 나라 같은 곳에선, 매우 발전된 환경을


위해서 공기냉방 pillars/shafts 사용

• 순종 동물을 위한 축사, 동물병원

환기율이 낮은 기존의 공조설비와 구조체 냉방의 통합 사용

혹은

공기냉방 pillars 나 shafts 와 structural component 의 통합사용, 쾌적감을 향상시키기 위해

공기냉방 pillars 나 shafts 를 외기 조절장치로 보완.

• 경기참가동물 운송차량

냉수가 흐르는 모세유관매트로 차량의 벽면을 둘러쌈. 태양을 향하는 쪽과 태양으로부터

반대쪽사이의 열 배분, 단열층과 내부 표면의 냉방층사이의 열 배분을 위해서 외부에

설치하는 모세유관 매트를 그 사이에 끼워넣는 것이 유리하다. 이는 신선한 차가운

공기의 공급으로 보완될 수 있다.

• 온실

매우 발전된 환경을 위한 공기냉방 pillars/shafts, 이동이 가능한 매단 냉방

• 음식/주류 보관창고

매우 발전된 보관/숙성환경을 위한 구조체 냉방, 공기냉방 columns/cabinets 사용.

냉방매트를 직접 부착하여 컨테이너를 냉방하는 것과 같은 특수한 방법

NOTE

지중해국가 같은 지역에선 겨울과 환절기의 밤동안에는 호텔빌딩, 가축축사, 그린하우스

같은 곳에 난방이 필요하다. 이는 여분의 열이 낮 사이에 저장되고 밤에 방출되는, 앞서

설명된 냉방시스템으로 충족될 수 있다. 또한 태양열충전기를 이용하는 방식으로 열을

저장하는 것 또한 가능하다. 충전기는 또한 모세유관매트를 사용 매우 간단한 방법으로

생산될 수 있다. 예를 들어 열의 저장은 모세유관매트가 매설된 지표를 통해서도

가능하다.


6. 기존공조시스템에서 모세유관시스템으로의 폭넓은 전환에 대한 경제적 측면

모세유관매트를 사용하여 실내의 기후를 조절하는 것은 또한 경제적인 측면에서 매우

실용적이다:

• 기존 환기 시스템 운영에서 일어나는 부정적인 결과를 제거하며, 생산성 향상, 건강

관리에 필요한 비용을 절약한다.

• 일차적인 에너지 절약은, 특히 효율적인 단열과 조합하였을 때 쾌적을 증대시키면서

동시에 환경오염은 저감시킬 뿐 아니라 상당한 양의 에너지를 절감할 수 있도록 한다.

• 자연에 존재하는 잠재적인 열 에너지를 이용할 수 있는 가능성을 연다. 원하는

실내온도와의 온도차이가 작기 때문에, 연중 대부분의 기간 동안 환경에너지를

이용할 수 있다.

• 아직 고갈되지 않은 적용범위를 가진 새로운 미래지향적 기술의 도입으로 인해

매력적인 신규직업이 창출된다 - 먼저 모세유관에 기반을 둔 공조 시스템의 준비와

건설에서, 그리고 나중엔 모세유관 매트 생산분야에서 신규직업이 창출될 수 있다.

• 관련 국가에서 높은 품질의 완성품을 얻기 위해 폴리프로필렌과 같은 원유제품에

대한 산업화 공정 지원

• 혁신적인 모세유관기술의 뛰어난 수출 가능성 확보

• 100% 재활용 가능한 폴리프로필렌 모세유관의 생산, 운영, 처리 시 환경에 전혀 해를

끼치지 않음


Clina 냉난방 시스템에 대한 질문 기후 조건

1) Clina시스템이 (예를 들어 95%의 습도를 가지는) 고온 다습한 지역에서 유용한가? 그렇다. 이 시스템을 사용하는데는 두 가지 다른 방법이 있다.

a) 냉방천장 혹은 냉방벽에 모세유관매트 적용 - 통상 적용: 상업용 혹은 산업용 건물 (예: 사무실) - 표면냉방시스템: 천장이나 벽에 설치된 모세유관매트 - 추가적인 공기조화의 필요성

제습 외기 공급 안전문제: 실내 노점온도가 냉수의 입구온도 보다 낮을 시 냉방천장과의 조합을 통해 환기설비의 크기는 매우 작아질 수 있으며 이는 다음과 같은 장점을 가진다:

- 매우 작은 풍량 - 환기량이 두 세배 까지 줄어든다

b) 냉방샤프트나 냉방기둥 같은 대류냉방 시스템으로의 적용 - 시스템이 노점온도의 영향을 받지 않는다 - 결로에 의해 발생된 응결수를 처리할 수 있다 - (특히 추가적인 환기장치와 함께) 높은 냉방능력이 가능함 - 적용 분야:

비상업적인 목적의 건물 (예: 가정집) 1인용 방 (예: 호텔 객실)

2) 만약 외부 온도가 48도라면 실내 온도는 어떻게 되나? 실내온도 조절 원리는 다음 조건에 달려있다:

a) 냉방천장의 냉방량은 다음에 의존한다. - 천장의 종류(예를들어 금속틀이나 석고판 – 질문 14 참조) - 설치된 냉방 공간 - (모세유관매트의) 냉수와 실내온도 사이의 온도차이

b) 총 냉방 부하 (외부 부하, 내부 부하)는 다음에 의존한다 - 사람의 수 - 추가적인 열 원인의 양과 발산 - 건물의 단열 상태 - 창의 크기와 투과성

각 구역별로 설치된 서로 다른 종류의 냉방타입에 따라 냉방 생산량은 각 타입의 냉방 특성 값에 의해 결정된다. 만약 냉방 생산량이 이런 특성 값을 만족시키거나 혹은 추가적인 공기처리가 필요하다면, 총 냉방 부하의 계산에 의해 결정하여야 한다.

3) 어떻게 결로를 피할 수 있고 만약 다습할 경우 시스템에 어떤 현상이 발생하나? 모세유관과 함께 냉방천장 사용 시 결로를 방지해야 할 필요성이 있으며, 이를 위해 다음과 같은 몇 가지 방법이 존재 한다.


a) 제습 -->이로 인해 실내 공기의 노점온도가 내려간다 -> 낮은 냉수온도 공급이 가능해 진다 --> 냉방 능력의 증가 b) 냉수 온도의 지속적인 상승 -> 결로발생 위험시 -> 냉수의 온도는 상승해야만 한다 c) 결로발생 위험시 시스템 전원 차단 -> 결로발생 위험시 -> 결로의 위험에서 벗어날 때까지 냉수 흐름과 관련된 전원을 전부 차단 한다.

4) 냉방천장의 사용 시 냉방 능력은 충분한가? 이는 실내 냉방 부하량에 근거해야 하며, 정확한 냉방부하의 계산과 냉방천장, 냉방벽체의 세심한 준비 및 설계가 필요하다.

기술적인 문제 5) Clina사 모세유관 매트의 기술사양은 어떻게 되나? 냉수용량: 약 0.37 l/m 무게 (냉수가 충만 되었을 경우): 약 740 g/m 매트 유량: 40kg/h m 매트의 압력손실: 순환손실 약 0.1 - 2m H2O

6) 열교환기에 의한 분할이 필요한가? Clina 모세유관매트는 폴리프로필렌으로 구성되어 있다. 폴리프로필렌은 산소투과성으러 인해 포화상태에 근접할 때까지는 산소가 Clina 시스템의 독립순환 파이프라인을 통해 냉수에 흡수된다.

부식을 방지하기 위해 Clina 모세유관매트와 냉동기 사이를 스텐레이스로 만든 열교환기에 의한 시스템 분할이 필요하다. 2 차측(secondary circuit)의 각 구성요소는 (펌프, 확장탱크, 부속품 및 파이프를 포함한 Clina 모세유관매트시스템) 스텐레이스, 적색황동, 플라스틱 및 청동 등의 부식방지재료로 만들어져야 한다.

숙련된 설치가 가능할 경우, 부식물의 형성과 그에 따른 막힘을 완전히 방지할 수 있다. (1 번 그림 참조)

7) 모세유관에서 석회질형성이 발생하는가? 발생하지 않는다. 경험에서 알 수 있듯이 석회질은 60℃이상의 온도에서 형성된다. 모세유관내의 수온은 약 10℃-20℃ 사이이다. 따라서 Clina 시스템 매트내에서 석회질의 형성은 일어나지 않는다.

8) 모세유관시스템에서 진흙형성은 발생하는가? 진흙은 냉난방시스템의 부식에 의한 결과이다. 부식방지 구성요소의 전체적인 사용과 스텐레이스 열교환기에 의한 시스템 분할은 모세관내에서 진흙, 석회질, 그리고 막힘 현상이 발생하지 않도록 한다.

9) 냉방천장과 냉방 샤프트의 냉방 능력은 어떤가? 냉각천장: 실내조건: troom=26℃

twater middle=16℃


냉방능력(금속패널): 84 W/m² (26,5 BTU/h ft²)

냉방능력(회반죽 천장): 81 W/m²(25,5 BTU/h ft²)

냉방능력(석고판): 70 W/m²(22,2 BTU/h ft²)

냉방샤프트: 실내조건: troom=27℃ tintake=10℃

샤프트 높이: 2.00m 샤프트 폭: 1.00m 냉방생산량(자연순환에 의한 냉방): 1280 W/m (1331 BTU/h ft) 냉방생산량(추가환기장치 포함 시): 4100 W/m (4260 BTU/h ft)

10) 결로 조절(노점온도 보호)은 어떻게 이뤄지나? 각 냉방 구역마다 하나의 노점온도 검출기가 설치되며, (공기)습도변화에 따라 노점온도 검출기는 전기저항력을 변화시킨다. 결로의 위험이 있는 매우 다습한 경우엔 노점온도 검출기의 전기저항이 매우 높은 변화를 발생하여 조절 유니트가 신호를 보낸다. 이러한 조절특성에 의하면 냉수의 온도가 증가하거나 냉방순환이 제한을 받는다. 결로의 위험이 사라지면 조절 유니트는 다시 냉방순환시스템을 작동시킨다.

11) 모세유관 매트에서 순환되는 냉수는 깨끗한가? 그렇다. 순환냉수의 청결함은 독립적인 순환시스템에서 냉수가 유관에 충만되어 있음을 전제로 한다.

12) 설치 때문에 모세유관이 고장이 나거나 부서지면 어떻게 되나? Clina 시스템의 설치 이후, 압력 및 안정 검사의 필요성이 있다. 이 검사는 대기와 수중에서 각각 10bar 의 압력아래서의 테스트를 포함한다.

만약 모세유관이 부서지면 이는 큰 문제가 아니며, 별다른 비용이나 문제없이 교체할 수 있다. 모세유관 튜브의 양단은 용접장치에 의해 폐쇄되며, 싱글 모세유관 튜브는 순환은 되나 냉방량은 상당히 작다.

13) Clina시스템의 내구성은 얼마나 되나? Clina 시스템의 일반적인 운전압력은 2-3bar 이다. 이 조건하에서 모세유관매트는 50 년이상의 내구성을 가진다.

설 치 14) 어떤 종류의 냉방천장이 있으며 모세유관매트가 어떻게 설치되는가? 1. Clina 매트가 부착된 금속패널 - 운송 profile (트러스)의 설치 - 사이공간에 파이프와 조립식 급수파이프의 설치, 접착에 의한 공급배관과 플렉시블관의 연결 - 매트는 금속천장패널에 특수 접착제로 부착되고 그 위로 단열제가 씌워진다. - 준비된 금속패널이 천장에 설치되며 동시에 매트와 플렉시블관이 연결된다.

2. Clina 매트가 부착된 석고판 – Clina-Sandwich-Plate (CSP)


- 준비된 천장구성물(CSP)은 Clina 매트가 부착된 석고판으로 구성되며, 기존의 석고판처럼 천장에 고정된다. - carrying profile(트러스)의 설치 - 사이공간에 파이프와 조립식 냉수공급배관을 설치하며, 접착에 의해 급수파이프와 플렛시블관을 연결한다. - 준비된 CSP 구성물은 트러스에 고정되며 동시에 매트와 플렉시블관이 연결된다.


3. Clina 매트가 회반죽 처리된 석고판 천장 - carrying profile(트러스)의 설치 - 사이공간에 파이프와 조립식 냉수공급 배관을를 설치하며 접착에 의해 냉수공급배관과 플렉시블관을 연결한다. - 석고판은 트러스에 고정되며 매트를 사이공간으로 넣기 위해 50mm 폭의 여유공간이 필요하다 - 접착제나 스테이플러로 Clina 매트를 천장 아래에 고정시킨다. - 매트의 분배관은 여유공간을 통해 사이공간으로 들어가서 플렉시블관에 연결된다. - 50mm 폭의 여유 공간위에 fleece stripe 가 붙여지며 매트는 천장에 붙여진다.

4. Clina 매트가 붙여진 콘크리트천장 - 파이프의 설치 - 콘크리트천장에 파이프를 설치하고 고정시킨다. 매트는 파이프와 용접된다. - 콘크리트천장에 매트를 부착 한다.

15) Clina시스템을 설치하는 것이 쉬운가? Clina 시스템은 폴리프로필렌 용접 자격이 있고 경험이 많은 조립공이나 열 엔지니어 같은 숙련된 직원에 의해 설치된다. Clina 시스템에 대한 기술적인 교육이 절대적으로 필요하다.

플라스틱 모세유관매트를 새로운 건물공조시스템의 …pds1.egloos.com/pds/1/200602/23/94/catalog.pdf플라스틱 모세유관매트를 이용한 새로운 건물공조시스템의

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