현열 및 잠열교환 효율 차이를 고려한 전열교환 환기장치의 결로방지용 예열코일 용량산정에 관한 연구

김원준*    정재원* 

*한양대학교 건축공학부

Determination of Preheat Coil Capacity in an Energy Recovery Ventilator 

Considering the Differences in Sensible and latent Effectiveness Values

Kim, Won-Jun*   Jeong, Jae-Weon*

*Department of Architectural Engineering, College of Engineering Hanyang University, Seoul, 04763, Korea

Abstract

Energy recovery ventilator (ERV) is designed to improve the indoor air quality and reduce the heating/cooling load during the ventilation. 

However, condensation/frosting could occur at energy exchange element in winter season. Condensation/frost problems could reduce the 

effectiveness of ERV and harmful to occupant. To prevent the condensation/frosting, outdoor air should be preheated over the frost threshold 

temperature. In this study, the process of condensation/frosting in ERV could confirm, and preheat coil capacity was calculated under various 

indoor air conditions, outdoor air conditions, and sensible/latent effectiveness of ERV to prevent the condensation/frost. Control strategies of 

preheat coil were modeled using the temperature of exhaust air and dew point temperature. Annual preheating coil loads were calculated by 

Korea region. It was found that the preheat coil capacity of seoul was calculated about 200 W, and the maximum capacity of preheat coil region 

was chuncheon, which has 277 W.

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주 요 어 : 전열교환 환기장치, 현열교환 효율, 잠열교환 효율, 결로, 결빙 

Keywords  :  Energy recovery ventilator, Sensible effectiveness, Latent effectiveness, Condensation, Frost

1. 서  론

1.1. 연구의 배경 및 목적

재실자의 건강을 위협할 수 있는 실내공기질 저하를 해 

결하기 위해 환기에 대한 필요성이 대두되면서 국내에서 

는 100세대 이상의 공동주택 등에서 시간당 0.5회 이상의 

환기가 이루어 질 수 있도록 자연환기설비 또는 기계환기 

설비를 설치하도록 법으로 지정하였다.

열교환형 환기장치는 기계환기장치로서 크게 전열교환 

환기장치(Energy recovery ventilator, ERV)와 현열교환 환기 

장치(Heat recovery ventilator, HRV)로 구분된다. 이러한 열교 

환형 환기장치는 현열교환기(Sensible heat exchanger, SHE) 

또는 전열교환기(Total heat exchanger, THE)를 소자로 사용 

하여 배기와 도입외기의 열 교환을 통해 환기 시 발생되는 

냉·난방 부하를 줄이고 동시에 공기질을 향상시킨다. 하지 

만 열교환형 환기장치가 동절기에 작동할 경우 도입외기 

와 배기의 열 교환 중에 기기 내부에서 결로가 발생될 수 

있으며, 이러한 결로가 어는점 이하로 노출될 경우 결빙으 

로 발전할 수 있다(ASHRAE, 2016). 이러한 결로와 결빙은 

환기장치 내부에 부식을 발생시키거나 곰팡이가 증식될 

수 있어 재실자의 건강을 위협할 수 있다(전병헌 외, 2013). 

또한, 결로와 결빙은 전열교환 환기장치의 성능을 저하시 

켜 콜드 드래프트의 위험을 줄 수 있을 뿐만 아니라 열교환 

기의 고장을 초래할 수 있다(장현재와 홍석진, 2008).

1.2. 선행연구 분석

열회수형 환기장치의 결로와 결빙문제를 해결하기 위해 

다양한 연구들이 진행되어 왔다. 장현재와 홍석진 (2008) 

은 폐열회수형 환기장치의 성능 실험 중 실내온도 20, 상대 

습도 50%, 실외온도 –12℃, 상대습도 50%의 조건에서 결로 

가 발생 된 것을 확인하였으며, 김일겸과 박우철(2009)은 

국내 외기조건에서 폐열회수 환기장치의 성능을 예측하는 

한국건축친환경설비학회 논문집   제 11권  3호(2017.06.) ┃ 197