옥내온도는 15℃, 외기온도가 5℃일 때 콘크리트 벽(두께 10cm, 길이 10m 및 높이 5m)을 통한 열손실이 1700W이라면 외부 표면 열전달계수(W/m 2 ·℃)는? (단, 내부표면 열전달계수는 9.0 W/m 2 ·℃ 이고, 콘크리트 열전도율은 0.87 W/m·℃ 이다.)

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1[에너지관리기사 필기] 20년 3회차

옥내온도는 15℃, 외기온도가 5℃일 때 콘크리트 벽(두께 10cm, 길이 10m 및 높이 5m)을 통한 열손실이 1700W이라면 외부 표면 열전달계수(W/m²·℃)는? (단, 내부표면 열전달계수는 9.0 W/m²·℃ 이고, 콘크리트 열전도율은 0.87 W/m·℃ 이다.)

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해설

벽체 전체의 열관류율은 열손실식  $Q = U \cdot A \cdot \Delta t$ 에서 구할 수 있다. 벽 면적  $A = 10 \times 5 = 50\,\mathrm{m^2}$ , 온도차  $\Delta t = 15-5=10\mathrm{^\circ C}$ 이므로,  $U = \dfrac{Q}{A \Delta t} = \dfrac{1700}{50 \times 10} = 3.4\,\mathrm{W/m^2 \cdot ^\circ C}$ 이다.
열관류저항은  $\dfrac{1}{U} = \dfrac{1}{h_i} + \dfrac{L}{k} + \dfrac{1}{h_o}$ 이므로,  $\dfrac{1}{h_o} = \dfrac{1}{3.4} - \dfrac{1}{9.0} - \dfrac{0.1}{0.87} = 0.2941 - 0.1111 - 0.1149 = 0.0681\,\mathrm{m^2\cdot ^\circ C/W}$ 이다.
따라서 외부 표면 열전달계수는  $h_o = \dfrac{1}{0.0681} \approx 14.7\,\mathrm{W/m^2\cdot ^\circ C}$ 로 계산된다.

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