열의 운반은 어떻게 하는가?

우리가 살고 있는 방의 온도를 차갑거나 따뜻하게 할 때 어떤 것으로 열을 이동시켜야 하는지 알아보겠습니다. 냉방을 할 경우에는 열을 방에서 제거 하는 것이고, 난방을 할 경우에는 열을 방에 더해주는 것이라 쉽게 이해하면 됩니다. 즉, 어떤 방식이든 결론적으로 방에서 열을 빼앗거나 더해주는 것이라고 생각할 수 있습니다. 그렇다면 실내의 열을 이동 시키는데 어떤 것을 사용해서 이동 시켜야 하는지에 따라 냉동박식을 구분할 수 있습니다. 룸쿨러의 경우는 냉매를 이용하여 열을 운반하고 있고, 또 어떤 방식에서는 물이나 공기에 의해 열을 이동 시키는 방법도 있습니다. 전부를 공기로 열을 이동 시키는 방식을 완전공기방식 이라고 하며, 전부를 물로 열을 나를는 것을 완전물방식, 룸쿨러처럼 냉매로 열을 나르는 것을 냉매방식이라 부릅니다. 또한 공기와 물을 같이 사용하여 열을 이동 시키는 방식도 있습니다. 

열을 이동시킬 경우 작은 양이라면 공기로 이동 시켜도 좋으나, 만약 열이 크거나 이동시킬 거리가 긴 경우 혹은 빨리 이동 시켜야 하는 경우는 많은 열을 나누어 줄 수 있는 물방식이 좋을 것입니다. 만약 열을 이동 시켜야 할 거리가 가까운 경우에는 냉매를 사용하는 것이 효율적입니다. 열을 이동시키는 여러가지 수단이 있지만 공조의 경우는 공기, 물, 냉매, 물공기 혼합 등의 4가지 정도가 사용되어 집니다. 그러면 열을 공기에 싣고 이동 시켜야 하는 경우와 물에 싣고 이동 시켜야 하는 경우를 비교해 보겠습니다. 상온 20도씨의 공기 1m3를 방에 보내어 1도씨의 온도가 상승할 경우에 1시간에 운반하는 열량은 약 0.29kcal/h 입니다. 한편, 1m3의 물을 방으로 보내서 1도씨의 온도를 상승기키는 경우에는 1시간에 운반하는 열량은 1000kcal/h 로 됩니다. 이를 보면 같은 1m3의 공기에 대하여, 물은 공기의 3448배나 많이 열을 이동시킬 수 있으며, 단시간에 많은 양의 열을 먼 거리까지 운반을 해 낼 수 있습니다. 그러나 이처럼 물로만으로 열을 운반해 내면 좋겠지만, 방안에 있는 사람에게는 언제나 처정한 공기가 필요하므로 일정한 공기량을 방으로 보내어 주어야 합니다. 그러므로 환기에 필요한 공기에도 열을 실어 이동 시키는 방식이 더 이득이 됩니다. 공기와 물의 병용방식은 이처럼 다량의 열을 운반함과 동시에 환기도 할 수 있는 편리한 방식입니다.

물에 의해 방으로부터 열을 운반해 내는 경우는 각각의 방에 공기와 물의 열교환기를 설치해야 하므로 공기방식에 비해 대규모의 설비에 사용됩니다. 간단한 설비로 소량의 열을 단거리에 운반해 내는 경우에는 공기쪽이 뛰어납니다. 또 공기의 경우나 물의 경우도 결국은 냉동기까지 열을 운반해 와서 냉매에 열을 바꾸어 이동 시키는 것이지만 그 도중에 몇 개의 열교환기가 필요하기 때문에 냉매에 의해 방세서 부터 직접 열을 이동시켜 내는 방법이 가장 간단한 설비라고 말할 수 있습니다. 다음으로 건물에 가해지는 열부하의 성질에 대해서 알아보겠습니다. 건물의 벽에서 3~6m 정도는 태양이나 외기온도의 영향을 크게 받기 때문에 열부하의 변화가 심하고, 11월 혹은 12월의 남쪽은 하루 중에라도 냉방부하로 되었다가 난방부하로 되었다가 합니다. 이처럼 외부의 기상상태에 크게 영향을 받는 부분을 외주부라고 부릅니다. 반대로 건물 내부는 태양의 영향도 없고 주로 조명 및 사람, 기기 등에서 발생하는 부하로 이러한 부하는 외주부에 비해 부하변동이 작고 대부분의 경우 냉방부하로 되기 쉽습니다. 이 부분을 내주부라고 부릅니다.  외주부의 부하는 변화도 심하고 그 양도 크기 때문에 전수방식이 적합하며, 공기/물 방식으로 공조를 행하면 환기도 할 수 있어 편리한 방식입니다.