공조냉동기계기술사/135회 기출문제 풀이

4-1. 데시컨트 제습에 관한 다음 사항을 설명하시오. 1) 지하공간의 곰팡이 제거 방안으로, 데시컨트 제습과 에어컨 제습의 차이 2) 아이스링크에 적용시 효과 3) 냉동창고에 적용시 효과 4) 슈퍼마켓에 적용시 효과 5) 극장에 적용시 효과

onha09 2025. 3. 7. 09:31
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데시컨트 제습에 대한 설명

데시컨트 제습은 습기를 제거하는 효과적인 방법으로, 특히 특정 환경에서 에어컨 제습보다 뛰어난 성능을 발휘합니다. 

1) 지하 공간의 곰팡이 제거 방안으로, 데시컨트 제습과 에어컨 제습의 차이

지하 공간은 습도가 높고 환기가 잘 되지 않아 곰팡이가 쉽게 발생할 수 있는 환경입니다. 곰팡이 문제는 건강상의 문제뿐 아니라 건물 구조물의 손상으로 이어질 수 있어 효과적인 습도 관리가 중요합니다. 데시컨트 제습과 에어컨 제습은 습도 제거 방식에 차이가 있으며, 지하 공간의 곰팡이 제거에 대한 효과 또한 다릅니다.

에어컨 제습 (냉각 제습):

  • 원리: 에어컨 제습은 공기를 냉각 코일을 통해 차갑게 만들어 공기 중의 수증기를 응축시켜 제거하는 방식입니다. 차가운 표면에 물방울이 맺히는 현상과 같습니다. 응축된 물은 배수관을 통해 외부로 배출됩니다.
  • 장점:
  • 온도 제어와 습도 제어를 동시에: 에어컨은 냉방 기능을 통해 실내 온도를 낮추면서 제습도 함께 수행할 수 있습니다.
  • 비교적 저렴한 초기 비용: 일반적인 에어컨은 초기 설치 비용이 데시컨트 제습기에 비해 저렴한 편입니다.
  • 단점:
  • 저온 저습도 환경에 불리: 에어컨 제습은 공기를 충분히 차갑게 냉각시켜야 제습 효과가 나타납니다. 따라서 낮은 온도에서는 제습 능력이 떨어지며, 특히 낮은 습도를 유지하기 어렵습니다. 지하 공간처럼 온도가 낮은 환경에서는 제습 효율이 더욱 감소합니다.
  • 재열 필요: 에어컨 제습 과정에서 공기가 과냉각될 수 있습니다. 쾌적한 실내 온도를 유지하려면 다시 가열하는 재열 과정이 필요하여 에너지 소비가 증가할 수 있습니다.
  • 곰팡이 제거에 한계: 에어컨 제습은 상대 습도를 낮추는 데는 효과적이지만, 절대 습도를 낮추는 데는 한계가 있습니다. 지하 공간처럼 습도가 매우 높은 환경에서는 곰팡이 발생을 근본적으로 억제하기 어려울 수 있습니다. 또한, 에어컨 내부 냉각 코일과 응축수 배수관은 곰팡이와 세균이 번식하기 쉬운 환경을 제공할 수 있어 오히려 곰팡이 문제를 악화시킬 수도 있습니다.

데시컨트 제습:

  • 원리: 데시컨트 제습은 흡습제(Desiccant) 라는 물질을 이용하여 공기 중의 수분을 직접 흡수하는 방식입니다. 흡습제는 주로 고체 형태이며, 수분을 흡수한 후 가열하여 수분을 방출하고 다시 제습에 사용되는 재생 과정을 거칩니다.
  • 장점:
  • 저온 저습도 환경에 탁월: 데시컨트 제습은 공기 온도가 낮아도 제습 능력이 뛰어나 저온 환경에서도 효과적으로 습도를 제거할 수 있습니다. 지하 공간, 냉동 창고, 아이스링크 등 저온 저습도 환경에 매우 적합합니다.
  • 상대 습도와 절대 습도 모두 효과적으로 제어: 냉각 제습과 달리 공기 중의 수분 자체를 제거하므로 상대 습도뿐 아니라 절대 습도까지 낮출 수 있습니다. 곰팡이 발생 억제에 매우 효과적입니다.
  • 재열 불필요 또는 최소화: 제습 과정에서 공기 온도가 크게 낮아지지 않아 재열 운전이 불필요하거나 최소화할 수 있어 에너지 효율이 높습니다.
  • 곰팡이 방지 효과 탁월: 낮은 습도를 유지하여 곰팡이 생육 환경을 근본적으로 차단하므로 곰팡이 문제 해결에 효과적인 대안이 될 수 있습니다.
  • 세균 번식 억제: 낮은 습도는 곰팡이뿐 아니라 세균 번식도 억제하는 효과가 있어 위생적인 환경 유지에 도움을 줍니다.
  • 단점:
  • 온도 제어는 별도 시스템 필요: 데시컨트 제습은 습도 제거에 특화되어 있으며, 온도 제어 기능은 별도로 필요합니다. 냉방 기능이 필요한 경우 에어컨 시스템과 함께 설치해야 합니다.
  • 높은 초기 비용: 데시컨트 제습기는 에어컨에 비해 초기 설치 비용이 다소 높을 수 있습니다.
  • 재생 에너지 필요: 흡습제를 재생하기 위한 열원 (전기, 가스, 스팀 등) 이 필요합니다.

지하 공간 곰팡이 제거 방안 비교:

구분
에어컨 제습 (냉각 제습)
데시컨트 제습
제습 원리
공기 냉각, 응축
흡습제 이용, 수분 흡수
저온 환경 제습 능력
낮음
높음
절대 습도 제어
제한적
효과적
곰팡이 제거 효과
제한적, 곰팡이 번식 환경 제공 가능성
탁월, 곰팡이 생육 환경 차단
에너지 효율
재열 운전 시 효율 감소
재열 불필요 또는 최소화, 효율적
초기 비용
저렴
높음
유지 보수
비교적 간편
흡습제 관리, 재생 시스템 점검 필요

결론: 지하 공간의 곰팡이 문제를 효과적으로 해결하기 위해서는 데시컨트 제습이 에어컨 제습보다 더 적합한 솔루션이 될 수 있습니다. 데시컨트 제습은 저온 환경에서도 강력한 제습 능력을 발휘하여 절대 습도를 낮추고 곰팡이 생육 환경을 근본적으로 차단할 수 있습니다. 초기 비용은 높지만, 장기적인 관점에서 곰팡이 문제 해결 및 에너지 효율 측면에서 유리할 수 있습니다.

2) 아이스링크에 적용 시 효과

아이스링크는 빙질 유지를 위해 저온으로 운영되지만, 동시에 습도가 높아지는 환경입니다. 높은 습도는 다음과 같은 문제점을 야기합니다.

  • 안개 발생: 링크 표면의 차가운 공기와 높은 습도의 공기가 만나 안개가 발생하여 시야를 가리고 안전 사고 위험을 높입니다.
  • 결로 발생: 링크 주변 구조물 (천장, 벽면) 에 결로가 발생하여 부식 및 손상을 유발하고, 물방울이 떨어져 빙질을 저하시킬 수 있습니다.
  • 불쾌감 증가: 관람객에게 춥고 습한 불쾌감을 유발하며, 쾌적한 관람 환경을 저해합니다.
  • 냉방 부하 증가: 높은 습도는 잠열 부하를 증가시켜 냉방 시스템의 에너지 소비를 증가시킵니다.

아이스링크에 데시컨트 제습을 적용하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있습니다.

  • 안개 제거 및 시야 확보: 데시컨트 제습은 습도를 효과적으로 낮춰 안개 발생을 획기적으로 줄여줍니다. 선수와 관람객 모두에게 쾌적하고 안전한 환경을 제공합니다.
  • 결로 방지 및 구조물 보호: 링크 주변의 결로 발생을 방지하여 건물 구조물의 부식 및 손상을 예방하고, 유지보수 비용을 절감합니다.
  • 빙질 향상: 결로로 인한 물방울 떨어짐을 방지하여 빙질을 향상시키고, 선수들의 경기력 향상에 기여합니다.
  • 쾌적한 관람 환경 조성: 관람석의 습도를 낮춰 관람객에게 쾌적한 환경을 제공하고, 만족도를 높입니다.
  • 에너지 절감: 냉방 시스템의 잠열 부하를 줄여 에너지 소비를 절감하고, 운영 비용을 낮춥니다. 재열 운전 없이 제습이 가능하므로 에너지 효율이 더욱 향상됩니다.
  • 운전 비용 절감: 냉동 시스템의 부하 감소 및 제습 시스템의 에너지 효율성으로 인해 전체적인 운전 비용을 절감할 수 있습니다.

아이스링크 데시컨트 제습 시스템 적용 예시:

  • 전체 공조 방식: 아이스링크 전체 공간의 습도를 제어하는 방식입니다. 대규모 링크에 적합하며, 쾌적한 환경 조성 효과가 가장 큽니다.
  • 부분 공조 방식: 링크 표면 주변, 관람석 등 특정 구역의 습도를 집중적으로 제어하는 방식입니다. 초기 투자비 및 운전 비용을 절감할 수 있으며, 소규모 링크에 적합합니다.
  • 냉동 시스템 연동 방식: 냉동 시스템의 폐열을 데시컨트 제습기 재생열원으로 활용하여 에너지 효율을 극대화하는 방식입니다.

결론: 아이스링크에 데시컨트 제습 시스템을 적용하면 안개 제거, 결로 방지, 빙질 향상, 쾌적한 관람 환경 조성, 에너지 절감 등 다양한 효과를 얻을 수 있습니다. 초기 투자비는 높지만, 장기적인 관점에서 운영 효율성 및 쾌적성 측면에서 매우 효과적인 투자입니다.

3) 냉동 창고에 적용 시 효과

냉동 창고는 저온을 유지하여 식품을 장기간 보관하는 시설입니다. 하지만 낮은 온도와 외부 공기 유입 등으로 인해 습도가 높아지기 쉽고, 이는 다음과 같은 문제점을 야기합니다.

  • 성에 (Frost) 발생: 창고 내부 벽면, 천장, 냉각 코일 등에 성에가 발생하여 단열 성능을 저하시키고, 냉각 효율을 감소시킵니다.
  • 도어 결빙: 냉동 창고 도어가 결빙되어 개폐가 어려워지고, 작업 효율성을 저하시킵니다.
  • 바닥 미끄럼: 바닥에 성에나 결로가 발생하여 미끄러워 안전 사고 위험을 높입니다.
  • 보관 식품 품질 저하: 높은 습도는 식품의 품질 저하 (변색, 변질, 곰팡이 발생 등) 를 유발하고, 상품 가치를 떨어뜨립니다.
  • 제상 (Defrosting) 횟수 증가: 성에 제거를 위한 제상 운전 횟수가 증가하여 에너지 소비가 늘어나고, 창고 내부 온도 변화 폭이 커져 식품 품질 관리에 악영향을 미칩니다.

냉동 창고에 데시컨트 제습을 적용하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있습니다.

  • 성에 발생 억제 및 제상 횟수 감소: 데시컨트 제습은 창고 내부 습도를 낮춰 성에 발생을 획기적으로 억제합니다. 제상 횟수를 줄여 에너지 절감 효과를 얻고, 온도 변화 폭을 최소화하여 식품 품질을 향상시킵니다.
  • 도어 결빙 방지: 도어 주변 결빙을 방지하여 도어 개폐를 용이하게 하고, 작업 효율성을 높입니다.
  • 바닥 안전성 확보: 바닥 미끄럼 사고 위험을 줄여 작업 환경 안전성을 향상시킵니다.
  • 보관 식품 품질 향상 및 상품 가치 유지: 낮은 습도 유지로 식품의 변질, 변색, 곰팡이 발생 등을 억제하여 상품 가치를 유지하고, 폐기 손실을 줄입니다.
  • 에너지 절감 및 운영 비용 절감: 제상 횟수 감소, 냉각 효율 향상 등으로 에너지 소비를 절감하고, 유지보수 비용을 낮춥니다.
  • 냉동 능력 감소 방지: 성에로 인한 냉각 능력 감소를 방지하여 안정적인 저온 유지 및 냉동 시스템 수명 연장에 기여합니다.

냉동 창고 데시컨트 제습 시스템 적용 예시:

  • 창고 입구 집중 제습 방식: 외부에서 유입되는 습한 공기를 창고 입구에서 집중적으로 제습하는 방식입니다. 초기 투자비가 비교적 저렴하고, 소규모 창고에 적합합니다.
  • 창고 내부 전체 제습 방식: 창고 내부 전체 공간의 습도를 제어하는 방식입니다. 대규모 창고에 적합하며, 성에 방지 효과가 가장 큽니다.
  • 냉각 시스템 연동 방식: 냉동 시스템의 응축열 또는 압축기 폐열을 데시컨트 제습기 재생열원으로 활용하여 에너지 효율을 극대화하는 방식입니다.

결론: 냉동 창고에 데시컨트 제습 시스템을 적용하면 성에 방지, 제상 횟수 감소, 식품 품질 향상, 에너지 절감 등 다양한 효과를 얻을 수 있습니다. 특히 대규모 냉동 창고나 장기간 보관이 필요한 식품 창고의 경우, 데시컨트 제습 시스템 적용을 통해 운영 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

4) 슈퍼마켓에 적용 시 효과

슈퍼마켓은 신선 식품, 냉동 식품 등 다양한 식품을 판매하는 공간으로, 쾌적한 쇼핑 환경 유지와 식품 품질 관리가 중요합니다. 하지만 개방형 냉장 쇼케이스, 잦은 출입문 개폐 등으로 인해 습도가 높아지기 쉽고, 이는 다음과 같은 문제점을 야기합니다.

  • 쇼케이스 성에 발생: 냉장 쇼케이스 내부에 성에가 발생하여 상품 진열을 방해하고, 냉각 효율을 저하시킵니다.
  • 상품 품질 저하: 높은 습도는 신선 식품의 신선도 유지 기간을 단축시키고, 냉동 식품의 품질 저하를 유발합니다.
  • 바닥 미끄럼: 바닥 결로로 인해 미끄러워 안전 사고 위험을 높입니다.
  • 불쾌감 증가: 고객에게 춥고 습한 불쾌감을 유발하여 쇼핑 쾌적성을 저해합니다.
  • 에너지 비용 증가: 쇼케이스 성에 제거를 위한 제상 운전 횟수 증가, 냉방 부하 증가 등으로 에너지 비용이 늘어납니다.

슈퍼마켓에 데시컨트 제습을 적용하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있습니다.

  • 쇼케이스 성에 감소 및 상품 가시성 향상: 쇼케이스 내부 습도를 낮춰 성에 발생을 줄여 상품 진열 효과를 높이고, 고객의 상품 선택을 용이하게 합니다.
  • 신선 식품 및 냉동 식품 품질 향상: 식품의 수분 증발을 억제하고 변질을 방지하여 신선도 유지 기간을 연장시키고, 상품 가치를 높입니다.
  • 바닥 안전성 확보: 바닥 결로 방지를 통해 미끄럼 사고 위험을 줄이고, 고객과 직원의 안전을 확보합니다.
  • 쾌적한 쇼핑 환경 조성: 쇼핑 공간 전체의 습도를 낮춰 고객에게 쾌적하고 쾌적한 쇼핑 경험을 제공하고, 재방문율을 높입니다.
  • 에너지 절감 및 운영 비용 절감: 쇼케이스 제상 횟수 감소, 냉방 효율 향상 등으로 에너지 소비를 절감하고, 식품 폐기 손실을 줄여 운영 비용을 절감합니다.

슈퍼마켓 데시컨트 제습 시스템 적용 예시:

  • 쇼케이스 주변 집중 제습 방식: 냉장 쇼케이스 주변 영역에 데시컨트 제습기를 설치하여 쇼케이스 주변 습도를 집중적으로 제어하는 방식입니다. 초기 투자비 및 운전 비용을 절감할 수 있으며, 부분적인 효과를 얻을 수 있습니다.
  • 슈퍼마켓 전체 공간 제습 방식: 슈퍼마켓 전체 공간의 습도를 제어하는 방식입니다. 쾌적한 쇼핑 환경 조성 효과가 가장 크지만, 초기 투자비 및 운전 비용이 높을 수 있습니다.
  • 흡입구 제습 방식: 슈퍼마켓으로 유입되는 외기를 데시컨트 제습기로 선처리하여 실내로 공급하는 방식입니다. 외기 부하를 줄여 전체적인 냉방 시스템 효율을 향상시키고, 에너지 절감을 극대화할 수 있습니다.

결론: 슈퍼마켓에 데시컨트 제습 시스템을 적용하면 상품 가시성 향상, 식품 품질 향상, 쾌적한 쇼핑 환경 조성, 에너지 절감 등 다양한 효과를 얻을 수 있습니다. 특히 개방형 냉장 쇼케이스 운영으로 인해 습도 관리가 어려운 슈퍼마켓 환경에서 데시컨트 제습은 효과적인 문제 해결 방안이 될 수 있습니다.

5) 극장에 적용 시 효과

극장은 많은 인원이 밀폐된 공간에 장시간 머무르는 공간으로, 쾌적한 실내 환경 유지가 중요합니다. 하지만 인원 밀집, 외부 공기 유입 등으로 인해 습도가 높아지기 쉽고, 이는 다음과 같은 문제점을 야기합니다.

  • 불쾌감 증가: 높은 습도는 관람객에게 끈적거리고 답답한 불쾌감을 유발하여 영화 관람 집중도를 저하시키고, 만족도를 떨어뜨립니다.
  • 실내 공기 질 저하: 높은 습도는 곰팡이, 세균, 먼지 진드기 번식을 촉진하여 실내 공기 질을 악화시키고, 알레르기 질환, 호흡기 질환 등을 유발할 수 있습니다.
  • 냉방 부하 증가: 높은 습도는 잠열 부하를 증가시켜 냉방 시스템의 에너지 소비를 증가시키고, 냉방 효과를 저하시킵니다.
  • 악취 발생: 습한 환경은 건물 내 악취 발생 원인이 될 수 있으며, 극장 내 쾌적성을 저해합니다.

극장에 데시컨트 제습을 적용하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있습니다.

  • 쾌적한 관람 환경 조성: 극장 전체의 습도를 낮춰 관람객에게 쾌적하고 편안한 환경을 제공하고, 영화 관람 만족도를 높입니다. 특히 여름철 습도가 높은 시기에 효과적입니다.
  • 실내 공기 질 향상: 곰팡이, 세균, 먼지 진드기 번식을 억제하여 실내 공기 질을 향상시키고, 관람객의 건강을 보호합니다.
  • 냉방 에너지 절감: 냉방 시스템의 잠열 부하를 줄여 에너지 소비를 절감하고, 운영 비용을 낮춥니다. 냉방 온도 설정값을 다소 높여도 쾌적함을 유지할 수 있어 추가적인 에너지 절감이 가능합니다.
  • 악취 제거 및 쾌적한 실내 공기 유지: 곰팡이, 세균 번식 억제 효과와 함께 데시컨트 제습기의 흡착 기능이 악취 제거에도 도움을 주어 쾌적한 실내 공기를 유지합니다.

극장 데시컨트 제습 시스템 적용 예시:

  • 극장 전체 공조 방식: 극장 전체 공간의 습도를 제어하는 방식입니다. 쾌적한 관람 환경 조성 효과가 가장 크지만, 초기 투자비 및 운전 비용이 높을 수 있습니다.
  • 객석 집중 제습 방식: 객석 구역에 데시컨트 제습기를 설치하여 관람객 밀집 구역의 습도를 집중적으로 제어하는 방식입니다. 초기 투자비 및 운전 비용을 절감할 수 있으며, 쾌적성 개선 효과를 얻을 수 있습니다.
  • 외기 도입 시 제습 방식: 극장으로 유입되는 외기를 데시컨트 제습기로 선처리하여 실내로 공급하는 방식입니다. 외기 잠열 부하를 줄여 냉방 시스템 효율을 향상시키고, 에너지 절감을 극대화할 수 있습니다.

결론: 극장에 데시컨트 제습 시스템을 적용하면 쾌적한 관람 환경 조성, 실내 공기 질 향상, 에너지 절감 등 다양한 효과를 얻을 수 있습니다. 특히 쾌적성이 중요한 극장 환경에서 데시컨트 제습은 고객 만족도를 높이고 운영 효율성을 향상시키는 데 기여할 수 있습니다.

종합 결론:

데시컨트 제습은 다양한 공간에서 효과적인 습도 제어 솔루션으로 활용될 수 있습니다. 특히 저온 저습도 환경, 곰팡이 문제 해결, 에너지 효율 향상 등이 요구되는 곳에서 데시컨트 제습의 장점이 두드러집니다. 각 공간의 특성과 요구 사항을 고려하여 데시컨트 제습 시스템을 적절하게 적용하면 쾌적하고 효율적인 환경을 조성할 수 있습니다.

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