전열교환기 습공기 엔탈피 해석 문의
OA -> SA로 가면서 얻은 엔탈피가 RA -> EA로 가면서 잃은 엔탈피보다 클 수 있나요?
현재 온도, 습도, 엔탈피 순으로 적어보면
OA 3.8도씨 / 3.38g/세미 / 10.38kJ/kg
SA 19.1도씨 / 9.01g/세미 / 37.38kJ/kg
RA 23.3도씨 / 11.47g/세미 / 48.36kJ/kg
EA 12.9도씨 / 7.08g/세미 / 27.62kJ/kg
풍량은 집 전체에서 SA 총합 218CMH, RA 총합 217CMH로 거의 비슷합니다.
OA -> SA 얻은 엔탈피는 26.00kJ/kg
RA -> EA 잃은 엔탈피는 20.74kJ/kg
전열교환하면서 대략 6kJ/kg의 에너지를 오히려 얻어버렸는데 이해가 안됩니다.
제가 물리학 지식이 짧아서 그럴수도 있지만
엔탈피는 이미 현열 + 잠열의 에너지가 모두 반영된 계산 값으로 알고있는데
엔탈피가 늘어나는 것은 에너지 보존법칙에 위배되는 것 아닌가요?
너무 궁금해서 문의드립니다 ㅠㅠ
(측정에는 오류가 절대없습니다. 센서를 2번씩 바꿔가면서 다 측정해도 이렇습니다)
일단 자답하자면 RA -> SA 누기가 원인인듯 합니다.
11월 19일 오전 10시 추가
정정합니다. EA -> OA누기 + RA -> SA 누기 둘다 입니다.
EA + OA 누기는 OA의 온도를 낮춰서 결로방지에 도움이 된다는 점과 프리히터의 용량을 줄여준다는 점에서는 좋을수도 있다는 갱각을 1% 정도 해보지만, RA -> SA 누기는 용납이 안되네요
이따가 사진올리겠지만 전선관통부로 누기가 생깁니다. TAB를 5% 양압했더니 RA 챔버와 OA 챔버 압력차이로 전선관통부가 누기 고속도로가 됐습니다.
그 이유는
1. 단순하게 RA가 있는 흡기구가 있는 공간에 CO2를 가득채우고 급기구만 있있는맨끝방을 밀봉 후 충분히 환기하여 CO2 농도를 450에 맞춰놓고 전열교환기를 돌리니 디퓨저 바로 밑에서 CO2 농도가 올라갑니다.
대략 RA CO2 농도 1200ppm 일때 밀폐된 방에서 CO2농도가 450ppm 에서 550ppm으로 오릅니다.
2. 에너지보존법칙에 따라 RA -> EA 에서 잃은 엔탈피가 EA - > SA에서 얻은 엔탈피보다 클 수 없습니다.
누기율을 대략 계산하면(엔탈피가 100%보존된다고 가정)
12.68%(위의 데이터 기준) 9.2%(현재)
대략 9 -15%의 누기가 있다고 생각됩니다.
일단 AS 신청하였고, 제가 사용하는 전열교환기는 나비엔 TAC 551-250S입니다.
1. 적어주신 온도, 습도, 그리고 풍량은 어떤 센서로 어떻게 측정하셨나요? 측정 장비와 측정 방법, 그리고 가능하다면 그 측정 장비의 오차 범위도 알려주시면 더 좋습니다. 모든 측정에는 오류와 오차가 있습니다. 그 오류와 오차가 얼마나 되는지 정량적으로 파악하는 것이 측정에서 가장 중요한 요소입니다. 특히, 습도는 정확하게 측정하기 매우 어려운 물리량입니다.
2. 엔탈피는 어떻게 계산하셨나요?
3. 엔탈피의 단위는 kJ/kg이고 풍량의 단위는 CMH(m^3/h)인데 온도에 따라 공기의 밀도(g/m^3)가 다르다는 것도 알고 계신거죠? 찾아보니 대략 2% 정도 차이(온도차 5도 기준)라 글에 적어주신 엔탈피 차이에 비하면 아주 작긴 합니다.
물리학에서 문제를 풀어서 얻은 답을 검산하는 가장 보편적인 방법이 에너지 보존법칙 위배 여부 입니다. 얻은 답이 에너지 보존법칙을 위배한다면 풀이 과정 어딘가에서 오류가 있다는 결론이 당연할 정도로 에너지 보존법칙은 물리학의 근본이라는건 잘 알고 계시겠지만, 이 에너지 보존법칙의 전제조건인 닫힌 계(closed system)를 제대로 이해하는 것도 중요합니다. 이 말씀을 드리는 이유는, 전열교환기에서 에너지 이동이 OA/SA/RA/EA 네 곳에서만 이루어지는 것이 아니라는 것도 알고 계셔야 하기 때문입니다. (힌트: 전열교환기 본체와 환기관에 단열조치가 필요한 이유?)
2. 배관 단열문제등 외부 요인을 고려하여 기기 안(OA 챔버 등) 챔버에 바람의 방향을 고려하여 온습도계를 설치했습니다.
3. 다른 무식한 방법으로 검증해봤습니다(위에 기술함)
4. 엔탈피의 단위는 kJ/kg 이 맞고 제가 실수로 적은 것이고, 공기의 밀도를 고려하여 계산한 값이고, 지금은 밀도를 곱하고, 3600으로 나누어 엔탈피를 kWh로 변환하여 모니터링중입니다.
이를 정확하게 측정하기 위해서는 챔버에서 테스트하는 수 밖에는 없을 것 같습니다.
엔탈피 부분은 온습도 센서의 위치에 따른 측정치 차이가 상당히 클 수 있습니다. 기기 안에 기류를 고려하여 설치하신 센서의 위치를 한번 바꿔보시면 결과가 달라질 수도 있을 것 같습니다. 더해서 팬의 발열도 영향을 미칠 수 있을 것 같습니다. 참고 부탁드립니다.
저희 경험상 급배기 압력밸러스에 따른 누기를 줄 일 수 있는 방법은 급기 디퓨져를 전체적으로 닫아서 디퓨져에서 배출이 원활하지 않도록 하거나 메인배관에 각도조절 댐퍼를 설치하여 EA팬의 출력을 늘리는 방법 혹은 RA측에 헤파필터를 설치하는 방법이 있습니다. 도움이 되었으면 좋겠습니다.
일단 나비엔 기술담당부서와 통화하여, 누기율에 대해서도 듣고 적극적인 조치 받고 있습니다. 일단 슬프지만 나비엔 TAC551 전열교환기(다른 모델도 똑같겠지만)는 누기 문제가 있습니다.
누기되는 곳은
1. RA -> SA 격벽 사이 전선 지나는 곳
2. EA -> OA 격벽 사이 전선 지나는 곳
3. 전열교환소자 윗면
4. 전열교환소자 옆면(SA-RA, SA-EA 기둥 쪽)
4. 헤파필터 윗면
일단 정리되면 사진 첨부하여 글 쓰겠지만,
제 제품이 불량인지 SA -> EA 격벽 사이 전선 관통부는 스폰지 소재(조악함)로 막혀있으나, 1, 2번 위치는 전혀 처리되지 않았습니다. 점토 재질 구멍 막는 것으로 막으니 잘 막힙니다.
그리고 가장 큰 문제가 3번인데 여기 누기가 많습니다. 위에 댓글 사진 보시면 알겠지만 전열교환소자가 끼워지는게 아니라 살짝 얹어질 정도에 턱만 있습니다. 이 부분이 밀착도 안되고 턱도 너무 낮아 가장 많은 누기가 있습니다.
위 쪽에 얇은 스펀지(문풍지 얇게 저며서)를 대어서 압착시키니 해결됩니다.
4번은 위에 사진에서 보듯 끼움 구조가 조악하다 보니 생기는 문제인데 마스킹 테입 2겹을 붙이니 빡빡하게 잘 맞습니다.
5번 역시 얇은 스펀지(문풍지 반잘라서) 대니 해결됩니다.
결론은 제품 설계상 하자로 보여지고, 저렇게 좋은 댐퍼를 사용해 놓고 왜 스티로폼 금형이 저 모양인지, 스펀지를 왜 붙였는지는 의문입니다. 100만원이 넘는 제품을 2-300원 때문에 망쳐놓은 것 같습니다.
나비엔 기술지원부서에 적극적으로 어필하여, 해당 부분 보완했으면 좋겠습니다.
내용 중에 프리히터에 대해 언급하신 부분이 있습니다만 지금 설치하신 제품에 프리히터가 내장되어 있는건가요?