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제시된 습공기 가습 방법 (A) 순환수가습, (B) 온수가습, (C) 증기가습에 따른 습공기의 상태 변화(① → ②)를 습공기선도 상에 작도하고 설명하겠습니다.
(A) 순환수가습
- 작도: 습공기선도 상에서 초기 상태 ①에서 시작하여 습구온도 일정선을 따라 오른쪽 위 방향으로 이동하여 최종 상태 ②에 도달합니다. 이 과정은 이론적으로 단열 포화 과정과 유사합니다.
- 설명:
- 순환수가습은 물을 증발시켜 공기의 습도를 높이는 방식입니다. 이때 증발에 필요한 열은 공기 자체에서 공급받기 때문에 공기의 현열이 감소하고 잠열이 증가합니다.
- 엔탈피(h): 이론적인 단열 과정이므로 엔탈피는 거의 일정하게 유지됩니다. 실제로는 약간의 열 손실이나 외부 에너지 유입이 있을 수 있어 아주 약간 증가하거나 감소할 수 있습니다.
- 건구온도(t): 물이 증발하면서 공기의 현열을 빼앗아 가므로 건구온도는 감소합니다.
- 절대습도(x): 물이 증발하여 공기 중의 수증기량이 증가하므로 절대습도는 증가합니다.
- 최종 상태 ②는 초기 상태 ①의 습구온도에 해당하는 포화 상태에 가까워집니다.
(B) 온수가습
- 작도: 습공기선도 상에서 초기 상태 ①에서 시작하여 오른쪽 위 방향으로 이동하여 최종 상태 ②에 도달합니다. 이 과정은 가열과 가습이 동시에 일어나는 과정입니다.
- 설명:
- 온수가습은 데워진 물을 분무하여 공기를 가습하는 방식입니다. 따뜻한 물이 증발하면서 공기에 수증기를 공급하고, 동시에 물의 열이 공기로 전달되어 공기의 온도도 상승합니다.
- 엔탈피(h): 공기의 온도와 습도가 모두 증가하므로 엔탈피는 증가합니다.
- 건구온도(t): 따뜻한 물의 열이 공기로 전달되므로 건구온도는 증가합니다.
- 절대습도(x): 물이 증발하여 공기 중의 수증기량이 증가하므로 절대습도는 증가합니다.
- 최종 상태 ②는 초기 상태 ①보다 높은 온도와 높은 습도를 갖게 됩니다.
(C) 증기가습
- 작도: 습공기선도 상에서 초기 상태 ①에서 시작하여 수직 위 방향으로 이동하여 최종 상태 ②에 도달합니다. 이 과정은 건구온도는 거의 변하지 않고 절대습도만 증가하는 과정입니다.
- 설명:
- 증기가습은 수증기를 공기 중에 직접 분사하여 공기의 습도를 높이는 방식입니다. 일반적으로 공급되는 증기의 온도는 공기의 온도와 비슷하거나 약간 높기 때문에 공기의 건구온도 변화는 미미합니다.
- 엔탈피(h): 수증기가 가지고 있는 잠열이 공기에 더해지므로 엔탈피는 증가합니다.
- 건구온도(t): 공급되는 증기의 온도가 공기 온도와 비슷하다고 가정하면 건구온도는 거의 변하지 않거나 약간 상승할 수 있습니다.
- 절대습도(x): 수증기가 공기 중에 첨가되므로 절대습도는 크게 증가합니다.
- 최종 상태 ②는 초기 상태 ①와 비슷한 온도에서 습도만 높아진 상태를 나타냅니다.
요약:
가습 방법엔탈피(h) 변화건구온도(t) 변화절대습도(x) 변화습공기선도 상 이동 방향
| (A) 순환수가습 | 거의 일정 | 감소 | 증가 | 습구온도 일정선 따라 우상향 |
| (B) 온수가습 | 증가 | 증가 | 증가 | 오른쪽 위 방향 |
| (C) 증기가습 | 증가 | 거의 변화 없음 또는 약간 증가 | 증가 | 수직 위 방향 |
위 설명과 같이 각 가습 방법은 습공기의 상태를 변화시키는 방식에 따라 습공기선도 상에서 서로 다른 경로를 나타냅니다.
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