2024-11-29

Building Systems Integration

06. Utility System

MEP(Mechanical, Electrical, and Plumbing)

설계를 위한 설비 정리

1

2024-11-29

MEP(Mechanical, Electrical, and Plumbing)

MEP Mechanical, Electrical, and Plumbing의약자로흔히건축설비라

고일컫는전반적인요소

HVAC Heating, Ventilation & Air Conditioning의약자로난방, 환기, 냉

방의통합하여부르는시스템

MEP Mechanical 열펌프, 냉각탑, 에어컨등

HVAC설계의

주요요소

Plumbing 급수관, 배수관, 공기덕트등

Electrical 스위치, 조명등

[MEP와HVAC의관계]

쾌적한 실내환경

쾌적한 실내환경을 구성하는 감각

촉각–온도, 습도, 바람등

Comport

열과공기 environment?

후각–먼지, 생활냄새등

청각–외부소음, 층간소음등

시각–빛, 전망등

2

2024-11-29

열

열역학제2법칙: 열(엔트로피)은스스로고온에서저온으로흐른다.

30℃ 22℃ 냉방장치 -5℃ 22℃

엔트로피 엔트로피

낮은엔트로피를

가진공기 높은엔트로피를

가진공기

난방장치

[여름철엔트로피의이동] [겨울철엔트로피의이동]

-> 엔트로피의유입, 유출을막기위해서고단열, 고기밀건축이이루어졌으며, 환기, 배기가필요함

열

열원(熱源) : 열이생기는근원

열매(熱媒) : 열을전달하는매개

열원(熱源) 열매(熱媒)

- 태양열 - 액체(Heated Floor, Chilled Ceiling등)

- 지열 - 기체(Air Handling Unit등)

- 인체발열 - 고체(니크롬선, Electric Storage Heater 등)

- 기기의발열

- 잠열

- 전기

- 보일러등

3

2024-11-29

HVAC설비

HVAC설비 열원 Chiller, Heat Pump, 전기등

제어 *AHU, **FCU 등

공급방식 ***CAV, ****VAV

**AHU (Air Handling Unit)

**FHU (Fan Coil Unit)

***CAV (Constant Air Volume)

****VAV (Variable Air Volume)

중앙 공기 조화 설비

4

2024-11-29

공기조화 설비

개요

- 중앙공조의경우냉온수기(칠러), 보일러, 공조기(AHU), 제어설비등으로구성

- 냉온수기(칠러)에서생산된냉수와보일러에서생산된온수를AHU로보내실내로적절한온도와습도를가진

공기를급기

- 실내에서사용된공기는환기장치를통하여일부는배기되고,일부는AHU로환기

공기조화방식

공기조화방식

1. Constant Air Volume (CAV)

- 정풍량방식으로불리며덕트내압력변동

에상관없이일정한급기풍량을유지(급

기온도변경하는방식)

- Cooling Low Limit (CLL)와Heating High

Limit (HHL) 설정에따라압축기정지및

가열을중지하는방식

5

2024-11-29

공기조화방식

2. Variable Air Volume (VAV)

- 공기조화공간의열부하증감에따라서급기량을자동적으로조절(급기온도를유지하는방식)

- 에너지절감이나실내공간의쾌적성을위해설계되는방식

- 제어방식에따라공기식제어(Pneumatic Control), 전자식제어(Electronic Control), 직접디지털제어

(Direct Digital Control) 등으로구분될수있음

공기조화 설비

Air Handling Unit (AHU)

- 중앙식공기조화에사용하는공기조화기

- 에어필터· 공기냉각기· 공기가열기, 가습기, 송풍기등의장치를케이싱에수납한장치

- 대부분공장에서조립한공기조화기를일컫음

6

2024-11-29

열원 설비

Water-cooled Chiller

- 압축기와응축기를이용한

- 공랭식에비해효율이좋으며, 큰규모로제작가능

- 실내에설치할수있으며, 수명이길다는장점, 하지만기계실과냉각탑이필요하다는단점을가짐

열원 설비

Air-cooled Chiller

- 공랭식칠러로중소규모의상업용및사무실용건물에서일반적으로사용

- 냉각기에서는냉매를압축, 응축하여냉각수를생성하고, 이냉각수를건물내의Air Handling Units과Fan Coil

Units로보내건물을냉각하는시스템

- 일반적으로옥상위나지면에설치되며, 냉각탑을사용하지않기때문에건물내의열침입을차단할수있는장

점이있음

- 수냉식에비해저렴하고, 이용성이높고, 유지관리가편하다는장점이있음

7

2024-11-29

열원 설비

Boiler

- 화기, 연소가스, 기타고온가스또는전기에의해물또는열매를가열하여온수를발생시키는장치

- 보일러는연소장치, 연소실, 과열기, 절탄기, 공기예열기, 통풍장치, 급소장치, 자동제어장치, 안전밸브등의부속

장치등으로구성됨

공기조화 설비

Package DX (Direct Expansion)

- Package DX는AHU가포함된냉각설비로서증발기에서발생한기화열을공기중으로직접전달하는방식

- 전체냉각시스템이하나의장치에자체내장되기때문에설치공간이비교적적음

- 또한증발기와AHU가결합되어있기때문에급수관으로부터의열손실이적은장점을가짐

8

2024-11-29

기타 공기 조화 설비

Heat Pump

Air Source Heat Pump (ASHP)

- 실외장치를통해실외공기에서열에너지를가져와물을데워난방과온수를공급하는방식의난방방식

- 히트펌프폐쇄시스템에는냉매가포함되어있으며, 히트펌프컴프레서에의해냉매에압력이가해지면온도가

상승되며, 히트펌프의응축기에의해형성되는뜨거운가스를통해물가열

9

2024-11-29

Heat Pump

Ground Source Heat Pump (GSHP)

- 물또는냉매를지중으로흘려보내지열로1차적으로가열하고, 히트펌프로2차가열하여온수와난방에이용하

는방식

- Ground loop을지중에설치하는방식에따라수평형과수직형으로구분

- 웅덩이나호수를이용하여냉각하는방법도있으며, 이때에는물이나냉매를방류하거나급수불가

Heat Pump

Packaged Terminal Air Conditioner

- 패키지형터미널에어컨디셔너라고불림

- 호텔, 모텔, 주택시설, 콘도등에서사용되는독립형난방및냉방시스템

- 보통벽을통과하도록설계되어있으며, 내부와외부에통풍구와방열판이설치되어있음

- 내장되어있는시스템에따라PTAC Electric Heating, PTAC Hot Water Heating, PTHP (Packaged Terminal

Heat Pump) 등으로구분됨

10

2024-11-29

기타 열원

Solar Assisted Boiler HW

- 태양열을이용하여보일러시스템을보조하는형태의설비

기타 열원

Free Cooling Ground HX (Heat Exchange)

- 지열을이용한냉각방식의일종

- 여름에는지중의차가운열을이용하여공기를냉각하고실내로방출

- 겨울에는지중의뜨거운열을이용하여공기를가열하고실내로방출하는에너지절약형설비

11

2024-11-29

기타 열원

District Heating + Cooling

- 지역냉난방시스템으로집중화한기계실에서넓은지역의다수건물에냉방과난방을공급

기타 열원

Electricity

- 높은저항을가진물체(열선등)에전기를가했을때발생하는열을이용

- 사용하기쉽다는장점을가짐

- 온도분포가균일하지않고, 화재위험이있음

12

2024-11-29

기타 제어 설비

Fan Coil Units (FCU)

- 송풍을담당하는휀과공기의가열․냉각을담당하는코일로구성된유닛

- 냉방을할때는냉수를코일에보내어공기를냉각하고, 난방을할때는온수를통해가열

- 설치위치, 케이싱내외부의매립상태, 바람의토출위치에따라서종류가다양한냉난방유닛

기타 제어 설비

4-Pipe Induction Unit

- 4개의파이프로구성된Induction Unit으로중앙공기조화기에서보내지는고압공기를배출하기위한노즐과

실내공기를냉각, 가열하기위한코일을분리하여하나의케이싱에수납한장치

13

2024-11-29

기타 제어 설비

Chilled Ceiling

-냉각수를파이프를천장에설치함으로써상부로부터공기를냉각시켜대류를일으켜실을냉각하는냉각방식

기타 제어 설비

Cooled Beam

- ASHRAE에서는Active chilled beam을온도또는습도제어를위해공기를흡수하고조절하는공기유도및확

산하는장치로정의

- Active chilled beam은일반적으로천장에설치되는케이싱에내장된열교환기로구성됨

- 노즐을통해따뜻한공기를유도하여냉각코일을거쳐차가운공기를공급함

14

2024-11-29

기타 제어 설비

제어설비

Heated Floor

- 흔히바닥난방으로불리는난방시스템

- 보통바닥의밑단부에동관을설치하고보일러및히트펌프로부터생산하는온수를흘려보내난방함

- 실내열쾌적성면에서우수한시스템

기타 제어 설비

제어설비

Radiator

- 보일러등을통해서생성된열을각실에공급해주는장치

- 복사열을공기중으로직접전달하는방열기로Convector와구분됨

- 가동방식에따라온수형라디에이터, 전기형라디에터로구분될수있음

15

2024-11-29

기타 제어 설비

제어설비

Convector

- 전기및온수를이용하여개별실난방에이용되는대류형방열기

- 컨벡터는찬공기를유입하는그릴이설치되어있으며, 히터, 온수등에의해가열된공기를배출하는대류를이용

한설비

- 라디에이터와비슷하지만라디에이터는대류방식이아닌복사를이용하는방식이라는점에서대별됨

기타 제어 설비

제어설비

Electric Storage Heater

- 밤동안값싼전기를이용하여세라믹벽돌을가열하여열에너지를저장한후낮시간동안세라믹벽돌에저장

된열을발산하여난방하는방식의전기히터

16