혼합 공기 계산기
두 습공기 흐름이 합쳐질 때의 온도, 상대 습도, 수분 함량 및 엔탈피를 계산합니다.
두 공기 흐름 혼합
동일한 대기압에서 각 흐름의 상태와 건공기 질량 유량을 입력하세요.
혼합 공기 계산 안내
혼합 공기 계산기는 두 공기 흐름이 만나 공통 상태에 도달할 때의 변화를 설명합니다. 이는 난방, 환기 및 공조 설계에서 흔한 문제입니다. 공기 조화기는 가열 또는 냉각 코일 앞에서 차가운 외기와 따뜻한 환기를 혼합할 수 있습니다. 기상학에서도 공기 덩어리를 합쳐 혼합층의 온도와 수분 상태를 추정합니다. 습공기에는 건공기와 수증기가 모두 포함되므로 온도와 상대 습도를 단순 평균하는 것은 물리적으로 올바르지 않습니다.
계산기는 먼저 각 온도와 상대 습도 쌍을 함습량으로 변환합니다. 표준 지수 상관식으로 포화 수증기압을 추정하고, 상대 습도로 실제 수증기압을 구한 뒤, 건공기 일 킬로그램당 수증기 킬로그램 수로 함습량을 계산합니다. 다음으로 각 흐름의 습공기 엔탈피를 계산합니다. 함습량과 엔탈피는 모두 건공기 질량 유량으로 가중 평균하므로 건공기를 두 배 운반하는 흐름은 최종 상태에 두 배의 가중치를 갖습니다.
혼합 함습량과 엔탈피로부터 혼합 건구 온도를 역산합니다. 이어서 계산된 수증기압과 해당 온도의 포화 압력으로 혼합 상대 습도를 구합니다. 이 에너지·수분 수지는 온도와 습도 백분율을 각각 평균하는 방법보다 정확합니다. 표시되는 함습량은 건공기 일 킬로그램당 수분 그램 수로, 엔탈피는 건공기 일 킬로그램당 킬로줄로 표시됩니다.
모든 흐름은 같은 대기압에서 단열 혼합하며 응축, 표면 증발, 팬 발열 또는 외부 열전달은 없다고 가정합니다. 이론적 결과가 포화 상태를 넘으면 실제 장비에서 응축수가 생길 수 있으며, 최종 상태에는 포화 공기와 액체 물의 에너지 수지가 필요합니다. 높은 정밀도가 중요할 때 입력은 총 습공기 유량이 아닌 건공기 질량 유량이어야 합니다. 일반 실내 조건에서 수치 차이는 작지만 공학 규격은 일관된 기준을 사용해야 합니다.
해수면 부근에서는 표준 대기압 101.325 kPa를 사용하고, 고지대나 기상 분석에서는 측정한 현지 관측소 기압을 입력하세요. 외기 환기 검토, 외기 냉방 제어, 보충 공기 시스템, 실험실 배기 보충, 건조 공정 및 습공기 교육 연습에 유용합니다. 계산 근거가 명확한 일차 추정값을 제공하므로 습공기선도나 상세 공조 시뮬레이션과 비교할 수 있습니다.
혼합 공기 예시
| 공기 흐름 | 근사 결과 | 적용 설명 |
|---|---|---|
| 20°C 건공기 1 kg/s + 30°C 건공기 1 kg/s | 25°C, 2 kg/s | 유량이 같은 건공기의 혼합 온도는 산술 평균입니다. |
| 10°C 건공기 1 kg/s + 40°C 건공기 2 kg/s | 30°C, 3 kg/s | 유량이 더 큰 따뜻한 흐름은 에너지 계산에서 두 배의 가중치를 갖습니다. |
| 15°C, 50% RH, 1 kg/s + 25°C, 50% RH, 1 kg/s | 약 20°C, 51% RH | 수분과 엔탈피 수지를 맞춘 후 상대 습도를 역산합니다. |
혼합 공기 계산기 사용 방법
- 첫 번째 흐름의 건구 온도, 상대 습도, 건공기 질량 유량을 입력하세요.
- 두 번째 흐름에도 같은 세 가지 물성을 입력하세요.
- 공통 대기압을 사용하고 표준 해수면 조건에서는 101.325 kPa를 유지하세요.
- 혼합 공기 계산을 선택해 수지가 반영된 온도, 함습량, 상대 습도, 엔탈피와 총 유량을 확인하세요.
- 결과가 시스템에 물리적으로 적합한지 확인하고 응축이나 외부 열전달은 별도로 고려하세요.
혼합 공기 계산기 자주 묻는 질문
두 상대 습도 값을 평균하면 안 되는 이유는 무엇인가요?
상대 습도는 온도에 크게 의존하므로 같은 백분율도 서로 다른 수증기량을 뜻할 수 있습니다. 계산기는 단위 건공기당 수분을 직접 나타내는 함습량으로 수지를 맞춥니다.
어떤 유량을 입력해야 하나요?
각 흐름의 건공기 질량 유량을 초당 킬로그램으로 입력하세요. 체적 공기 유량은 먼저 해당 상태의 공기 밀도를 이용해 변환해야 합니다.
대기압이 결과에 영향을 주나요?
압력은 수증기압과 함습량 사이의 변환에 영향을 줍니다. 일반적인 고도에서는 혼합 온도 변화가 작지만 실제 현지 기압을 쓰면 수분 결과가 더 적절해집니다.
계산된 공기가 과포화 상태라면 어떻게 되나요?
이론적으로 과포화된 혼합물은 평형에 이를 때까지 물이 응축됩니다. 이 간이 계산기는 응축수를 차감하지 않으므로 이런 경우 전체 습공기 과정 계산이 필요합니다.
단열 과정으로 가정하나요?
네. 혼합 경계를 통한 열 이동이 없고 일이 가해지지 않는다고 가정합니다. 코일, 팬, 덕트 열취득 및 젖은 표면은 별도 과정으로 모델링해야 합니다.