BTU란?

HVAC를 공부하거나 장비를 선택할 때 가장 자주 마주치는 단위가 있습니다. 바로 BTU (British Thermal Unit)입니다.
에어컨이나 히터 스펙에 적힌 숫자 중 "9,000 BTU", "24,000 BTU" 같은 표현을 보신 적 있을 거예요. 그런데 이 숫자가 실제로 무슨 의미를 갖는지, 어떤 상황에 얼마나 필요한지 알고 계신가요? 이 글에서는 BTU가 무엇인지, 어떻게 계산되고, 실무에 어떻게 활용되는지를 쉽게 풀어보겠습니다.

🔥 BTU란 무엇인가요?

BTU (British Thermal Unit)는 열 에너지의 양을 나타내는 단위입니다.
정확히 말하면,

1 BTU = 1파운드(약 0.45kg)의 물을 1°F(화씨) 올리는 데 필요한 에너지

 

즉, BTU는 "얼마나 많은 열을 전달하거나 제거할 수 있는가"를 수치로 표현한 것입니다.

 

❄️ HVAC에서 BTU는 어떻게 쓰일까요?

BTU는 냉방과 난방 모두에서 장비의 용량을 나타내는 데 사용됩니다.

✔️ 냉방 BTU

에어컨은 1시간 동안 제거할 수 있는 열량을 BTU/hr 단위로 나타냅니다.

 

예시:

• "9,000 BTU" 에어컨 = 시간당 9,000 BTU의 열을 실내에서 제거할 수 있음
• 일반적으로 1평방피트(ft²)당 약 20 BTU의 냉방 성능이 필요함

따라서:

400 ft² 방 → 400 × 20 = 8,000 BTU/hr 에어컨이 적당

✔️ 난방 BTU

보일러나 히터도 마찬가지로 시간당 공급할 수 있는 열량을 BTU 단위로 표시합니다.

• “30,000 BTU 히터”는 시간당 30,000 BTU의 열을 공급
• 단열 상태, 창문, 바닥 재질, 외기 온도에 따라 실제 필요한 용량은 달라질 수 있음

 

🧊 Ton과의 관계: 1 Ton = 12,000 BTU/hr

HVAC에서는 ‘Ton’이라는 단위도 자주 쓰이는데, 이는 무게가 아니라 냉동 능력 단위입니다.

✔️ 어원 설명:

예전에는 냉방을 위해 진짜 얼음을 쌓아놓고 공간을 식혔어요.
이때 ‘1톤(2,000파운드)의 얼음’을 24시간 안에 완전히 녹이기 위해 필요한 열량이 바로:

12,000 BTU × 24시간 = 288,000 BTU/day

기본적으로:

1 Ton = 12,000 BTU/hr

 

이 단위는 1톤(2,000파운드)의 얼음을 24시간 내에 모두 녹이는 데 필요한 열량에서 유래되었습니다.

그래서 아래와 같이 환산할 수 있어요:

Ton	BTU/hr	일반 용도 예시
1	12,000 BTU/hr	작은 원룸, 400~600ft² 공간
2	24,000 BTU/hr	거실 또는 작은 오피스 공간
3	36,000 BTU/hr	중형 매장, 다용도 공간

 

 

💨 BTU와 CFM의 관계 – 공기의 흐름도 함께 고려해야

냉난방 용량을 BTU로 파악했다면, 이제 그 열을 얼마나 효과적으로 이동시킬 수 있는가도 생각해야 합니다. 이때 중요한 개념이 바로 CFM (Cubic Feet per Minute), 즉 분당 공기 유량입니다. 가장 기본적인 기준은 다음과 같습니다:

400 CFM per 1 Ton (12,000 BTU/hr)

 

즉,

• 12,000 BTU/hr = 400 CFM
• 24,000 BTU/hr = 800 CFM
• 36,000 BTU/hr = 1,200 CFM

CFM이 부족하면 열이 제대로 이동하지 않아 냉난방 효과가 떨어지고, CFM이 과하면 제습이 제대로 되지 않거나 기류가 불쾌감을 줄 수 있습니다. 따라서 BTU 용량에 맞는 CFM 설계도 매우 중요합니다.

 

🧮 대략적인 냉방 BTU 계산법

간단한 기준으로는 다음 공식을 사용할 수 있어요:

BTU/hr = 면적(ft²) × 20

 

그러나 실제 계산에선 다음 요소도 고려해야 정확한 결과가 나옵니다:

• 천장 높이 (표준 이상이면 BTU 증가)
• 창문 면적과 햇빛 방향
• 사람 수 (1명당 약 600 BTU 추가)
• 전자기기 및 조명 발열

 

⚠️ BTU 선택 시 주의할 점

• BTU가 너무 낮으면?
  → 공간을 충분히 냉방/난방하지 못하고, 장비가 계속 작동해 전기료가 증가
• BTU가 너무 높으면?
  → 냉방은 빠르지만 제습이 부족하고, 실내 온도가 일정하게 유지되지 않음
  → 짧은 사이클로 기계에 무리가 갈 수 있음

따라서, 무조건 큰 용량을 선택하기보다는 공간과 환경에 맞는 적절한 용량을 선택하는 것이 핵심입니다.

 

📚 BTU는 어떤 열을 측정하는가 – 감열 vs 잠열

HVAC에서 말하는 "열"은 모두 같은 열이 아닙니다. BTU는 크게 두 종류의 열을 측정할 수 있습니다:

• 감열(Sensible Heat): 온도 변화를 동반하는 열. 예: 공기를 25°C에서 22°C로 낮출 때의 열 제거량.
• 잠열(Latent Heat): 상태 변화에 관련된 열로, 온도 변화 없이 발생. 예: 수증기가 응축될 때 방출되는 열.

BTU는 이 두 가지를 모두 포함할 수 있지만, 일반적인 장비 표기에서는 감열 중심입니다.
그러나 제습 성능이나 실내 습도 조절이 중요한 공간에서는 잠열 BTU 용량(Latent BTU Capacity)도 따로 계산해야 합니다.

 

예:

• 병원, 도서관, 박물관 등의 고정밀 공간
• 고습 지역에서의 냉방 설계

 

🔁 BTU vs BTUh vs MBH vs kW – 단위 간 차이 정리

단위	의미	비고
BTU	열량의 절대량	에너지를 축적한 단위 (총량)
BTU/hr (BTUh)	시간당 열 에너지 전달량	HVAC 장비에서 가장 흔하게 사용
MBH	1,000 BTU/hr	난방기·보일러 업계에서 자주 사용
kW	국제 표준 단위 (1 kW ≈ 3,412 BTU/hr)	유럽식 장비 및 고급 설계서에서 사용

BTUh는 실제 HVAC 스펙에 표시되는 기본 단위이며,
1 Ton = 12,000 BTUh = 12 MBH ≈ 3.52 kW로 환산됩니다.

 

🧱 BTU 산정 시 고려해야 할 디자인 조건

정확한 냉난방 부하 계산은 단순히 면적 × 20으로 계산하는 수준을 넘어섭니다.
ASHRAE에서는 다음 요소들을 포함한 종합적 접근을 권장합니다:

• 외기 디자인 온도 및 내부 설정 온도
• 건축 자재의 열관류율(U-value)
• 창호 크기, 방향, 차양 여부
• 내부 발열: 인원 수, 조명, 전자기기
• 환기량, 외부 공기 유입
• 습도 조건 (특히 잠열 부하 영향)

이를 바탕으로 냉방 부하(Cooling Load)와 난방 부하(Heating Load)를 구분하여 계산하며, 일부 상업 공간이나 병원, 데이터 센터 등에서는 정밀 부하 해석 소프트웨어 (예: Carrier HAP, Trane Trace)를 사용해 설계합니다.