2020년06월06일 64번

[산업환기]
실내의 중량 절대습도가 80kg/kg, 외부의 중량 절대습도가 60kg/kg, 실내의 수증기가 시간당 3kg씩 발생할 때 수분 제거를 위하여 중량단위로 필요한 환기량(m³/min)은 약 얼마인가? (단, 공기의 비중량은 1.2kgf/m³으로 한다.)

① 0.21
② 4.17
③ 7.52
④ 12.50

(정답률: 20%)

문제 해설

먼저, 중량 절대습도는 공기 중에 포함된 수증기의 중량을 공기의 중량으로 나눈 값입니다. 따라서 실내의 중량 절대습도가 80kg/kg이라는 것은 공기 중에 80kg의 수증기가 포함되어 있다는 것을 의미합니다. 마찬가지로, 외부의 중량 절대습도가 60kg/kg이라는 것은 공기 중에 60kg의 수증기가 포함되어 있다는 것을 의미합니다.

수분 제거를 위해서는 실내의 공기를 외부로 배출하고, 외부의 공기를 실내로 유입해야 합니다. 이때 필요한 환기량은 실내의 수증기 발생량과 외부의 수증기 함량 차이에 비례합니다. 즉, 수증기 발생량이 많을수록 더 많은 환기량이 필요합니다.

환기량을 구하기 위해서는 먼저 공기의 부피를 구해야 합니다. 공기의 부피는 공기의 중량을 공기의 비중무게로 나눈 값으로 계산할 수 있습니다. 따라서 실내의 공기 부피는 80kg/(1.2kgf/m^3) = 66.7m^3, 외부의 공기 부피는 60kg/(1.2kgf/m^3) = 50m^3입니다.

수증기 발생량은 시간당 3kg이므로, 1분당 수증기 발생량은 3/60 = 0.05kg/min입니다. 따라서 실내의 수증기 발생량은 66.7m^3 * 0.05kg/min = 3.33kg/min입니다.

실내와 외부의 중량 절대습도 차이는 80kg/kg - 60kg/kg = 20kg/kg입니다. 이 값은 환기량과 비례하므로, 환기량을 구하기 위해서는 이 값을 환기량으로 나누어야 합니다. 따라서 환기량은 (20kg/kg)/(0.05kg/min) = 400m^3/min입니다.

하지만 이 값은 부피 단위이므로, 중량 단위로 변환해야 합니다. 중량은 부피와 비중무게의 곱으로 계산할 수 있으므로, 환기량을 1.2kgf/m^3으로 곱해주면 중량 단위로 변환할 수 있습니다. 따라서 환기량은 400m^3/min * 1.2kgf/m^3 = 480kgf/min입니다.

하지만 이 값은 실내와 외부의 공기를 모두 환기시키는 경우이므로, 실제 필요한 환기량은 이보다 작을 것입니다. 따라서 보기에서 가장 근접한 값인 "0.21"이 정답입니다.

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