계산기 09 / 냉난방(HVAC)
냉난방 계산기
냉방 부하는 우선 바닥 면적에 비례하고, 이후 천장 높이·단열·사용 인원·햇빛이 드는 창문에 따라 보정됩니다. 방의 BTU 부하를 빠르게 추정하거나, 목표 풍량에 맞는 권장 원형 덕트 지름을 확인하세요.
이 계산기의 작동 방식
BTU 부하는 일반적인 간이 추정 공식(제곱피트당 25 BTU 기준, 천장 높이·단열·거주 인원·햇빛 노출에 따라 보정)을 사용합니다 — 업체를 부르기 전 대략적인 규모를 파악하는 데 유용하지만, 창문·방향·기후대·시공 세부 사항을 방별로 반영하는 정식 Manual J 계산을 대체하지는 않습니다. 덕트 규격은 소음과 정압을 적정 수준으로 유지하기 위한 목표 풍속을 사용한 뒤, 실제로 구매 가능한 규격으로 올림합니다.
이 추정으로는 알 수 없는 것
<strong>이것은 면적 기반의 경험식이며, 실제로는 서로 다른 두 계산인 것에 대해 하나의 숫자만 내놓습니다.</strong> 냉방 부하와 난방 부하는 같은 값이 아닙니다. 냉방은 주로 일사 취득, 습도, 실내 발열이 좌우하고, 난방은 설계 외기온과의 온도차가 좌우합니다. 한 주택이 두 값에서 크게 다른 수치를 필요로 하는 일은 흔합니다. 이 결과는 다른 사람이 제시한 숫자를 가늠해 보는 용도로 쓰시고, 장비를 구매하는 근거로 삼지 마십시오.
제대로 된 부하 계산 — ACCA Manual J에 따르고, 덕트는 Manual D로, 장비 선정은 Manual S로 하는 방식 — 은 면적 기반 공식이 볼 수 없는 긴 목록을 반영합니다:
| 요소 | 왜 결과를 바꾸는가 |
|---|---|
| 기후대와 설계 온도 | 가장 큰 단일 요인이며, 여기에는 전혀 반영되지 않음 |
| 방위와 차양 | 서향 유리벽은 북향과 전혀 다르게 거동함 |
| 창의 열관류율과 일사취득계수 | 이 도구는 창 개수만 셀 뿐 성능은 알 수 없음 |
| 공기 침기와 기밀성 | 노후 주택에서는 난방 부하의 3분의 1을 차지하기도 함 |
| 덕트 위치와 누기 | 비공조 다락의 덕트는 상당량을 잃을 수 있음 |
| 잠열 부하(습도) | 현열 부하와 별개이며 여기서는 완전히 무시됨 |
계산 예시 두 가지
부하: 14 × 12 피트 방, 천장 높이 8 피트, 보통 수준의 단열, 거주 인원 2명, 햇빛에 노출된 창문 2개.
- 바닥 면적 = 14 × 12 = 168 ft²
- 기본값 = 168 × 25 = 4,200 BTU
- 높이·단열 보정 = ×1.0 (변동 없음)
- 2명 초과 인원 = +0 BTU
- 창문 = 2 × 1,000 = +2,000 BTU
- 합계 = 6,200 BTU, 약 0.52톤
덕트: 설계 풍속 700 FPM에서 120 CFM.
- 덕트 단면적 = 120 ÷ 700 = 0.171 ft² = 24.7 in²
- 지름 = √(4 × 24.7 ÷ π) = 5.6인치
- 구입 가능한 규격으로 올림 = 6인치 원형
덕트는 언제나 올림하고 내림하지 마십시오. 덕트가 작으면 풍속이 올라가고, 귀에 들리는 것은 바로 그 풍속입니다. 디퓨저에서 나는 휘파람 소리는 거의 언제나 한 치수 작은 덕트 탓입니다.
덕트 풍속과 규격별 풍량
풍속은 덕트 크기와 소음 사이의 절충입니다. 이 도구처럼 목표 풍속으로 산정하는 것은 빠른 방식이고, 본격적인 설계는 대신 전체 계통의 마찰 손실률로 작업하는데 그것이 Manual D가 제시하는 방법입니다. 분기 하나만 놓고 보면 두 방식은 거의 같은 결과에 이릅니다.
| 구간 | 일반 풍속 | 비고 |
|---|---|---|
| 공급 주 덕트 | 700~900 FPM (213~274 m/min) | 거주 공간에서 멀면 더 높아도 허용됨 |
| 공급 분기 덕트 | 600~700 FPM (183~213 m/min) | 여기서의 기본값 |
| 리턴 주 덕트 | 600~700 FPM (183~213 m/min) | 리턴은 대개 여유 있게 산정함 |
| 리턴 분기 덕트 | 400~600 FPM (122~183 m/min) | 낮게 유지; 리턴은 소음을 그대로 전달함 |
거주 공간에서 대략 900 FPM을 넘으면 풍절음이 들리기 시작하고, 이음쇠와 디퓨저를 지날 때마다 심해집니다. 아래 값은 분기 기본값인 700 FPM을 전제로 합니다.
| 원형 덕트 | 700 FPM에서의 대략적 CFM |
|---|---|
| 4" (102 mm) | 61 |
| 5" (127 mm) | 95 |
| 6" (152 mm) | 137 |
| 7" (178 mm) | 187 |
| 8" (203 mm) | 244 |
| 10" (254 mm) | 382 |
| 12" (305 mm) | 550 |
BTU, 톤, 그리고 큰 것이 좋은 것이 아닌 이유
냉방 “1톤”은 시간당 12,000 BTU로, 예전에 같은 일을 하는 데 얼음이 얼마나 필요했는지에서 유래한 단위입니다. 장비는 0.5톤 단위로 판매되므로 부하가 두 용량 사이에 떨어지는 경우가 그렇지 않은 경우보다 많습니다.
| 톤 | BTU/h |
|---|---|
| 1.0 | 12,000 |
| 1.5 | 18,000 |
| 2.0 | 24,000 |
| 2.5 | 30,000 |
| 3.0 | 36,000 |
| 4.0 | 48,000 |
| 5.0 | 60,000 |
부하가 두 용량 사이에 떨어지면 위쪽을 고르고 싶어집니다. 냉방에서 그 직관은 대개 틀립니다. 용량이 과대한 장비는 온도조절기를 금세 만족시키고 꺼지는 단주기 운전을 하게 되는데, 이는 압축기를 마모시키고, 더 나쁘게는 공기 중 습기를 뽑아낼 만큼 길게 돌지 않습니다. 그 결과는 쾌적한 집이 아니라 춥고 눅눅한 집이며, 이는 주택용 에어컨에 대한 가장 흔한 불만 중 하나입니다. 난방은 과대 용량에 좀 더 관대한데, 이 또한 두 부하를 따로 계산해야 하는 이유입니다.
냉난방 추정이 어긋나는 지점
- 경험식으로 장비 용량을 정하기. 이 계산기도 포함입니다. 이는 가늠용이지 사양이 아닙니다. 무엇이든 구매하기 전에 Manual J를 받으십시오.
- 실외기만 산정하고 덕트를 무시하기. 용량이 맞는 장비도 덕트가 작으면 성능이 떨어지고 일찍 고장 납니다. 덕트 계통이 설계의 절반입니다.
- 들어가게 하려고 덕트를 줄이기. 규격이 공간에 안 들어가면 경로를 바꾸거나 등가 사각 덕트를 쓰십시오. 공기를 조이지 마십시오.
- 리턴 경로를 잊기. 급기된 공기는 돌아와야 합니다. 리턴도 문 밑 틈도 없는 닫힌 문 하나가 설계 전체를 무너뜨릴 수 있습니다.
- 하나의 숫자를 두 부하로 취급하기. 냉방과 난방은 별개의 계산이며, 대부분의 기후에서는 둘 중 하나가 지배적입니다.
이 수치의 출처
경험칙으로는 장비 용량을 제대로 정할 수 없고, 과대 용량 장비는 짧은 주기로 작동하며 제습 성능도 떨어집니다. 아래는 경험칙을 대체하는 방법론입니다.
- ACCA standards — Manual J(실별 부하), Manual S(장비 선정), Manual D(덕트 설계) — 공인된 용량 산정 절차.
- ASHRAE — 외기 설계 조건, 환기량, 그리고 대부분의 기계설비 법규가 인용하는 표준.
- ENERGY STAR — 장비 효율 등급과 SEER·HSPF 수치가 실제로 인증하는 내용.
덕트 종류에 따라 풍속이 왜 다른가요?
공급 주 덕트는 방에서 멀어 소음이 덜 느껴지므로 더 빠르게 흐를 수 있습니다. 공급 분기 덕트와 리턴 덕트는 취출구와 그릴 소음을 줄이기 위해 더 느리게 흐릅니다.
BTU 수치가 클수록 항상 좋은가요?
아니요 — 용량이 과도한 에어컨은 습도를 제대로 제거하지 못한 채 너무 빨리 냉각되어 방을 춥고 눅눅하게 만듭니다. 목표는 과대 용량이 아닌 적정 용량이며, 이것이 최종 장비 선정에 실제 Manual J 계산이 중요한 이유입니다.
계산을 저장, 공유 또는 인쇄할 수 있나요?
네 — 결과 아래의 저장, 링크 복사, 인쇄 버튼을 사용하세요. 저장된 계산은 내 프로젝트 페이지에서 이름이 지정된 프로젝트로 묶어 총 비용이 포함된 통합 견적을 볼 수 있습니다. 모든 것은 브라우저에만 저장되며 어디로도 업로드되지 않습니다 — 자세한 내용은 개인정보 처리방침을(를) 참고하세요.
참고용 추정치입니다. 최종 장비 및 덕트 규격은 면허를 소지한 HVAC 업체를 통해 확인하세요.