덕트설계 | 송풍기와 댐퍼의 종류 및 특성

1. 송풍기의 종류

 일반적으로 기체의 壓送을 하는 것을 송풍기라고 부른다. 송풍기는 공기의 흐름방향에 따라 다음과 같이 축류식과 원심식으로 대별되지만, 일반적으로는 덕트가 길어지고 그에 따라 소웅기의 압력도 높아지게되므로 주로 원심식 송풍기가 많이 사용된다.

 

또 이들 송풍기의 날개는 400∼600회전/분 정도로 운전되며, 그 통풍압력은 장치의 형식과 장소에 따라서 다르나 일반적으로 150㎜Aq 정도이다. 대형 건물에서는 300㎜Aq, 100마력인 대형의 것도 사용된다.

송풍기의 종류

송풍기를 나온 공기는 급기덕트를 통해 실내로 보내지는데, 중앙식 공기조화에 있어서는 대체로풍량이 상당히 많아지므로 덕트의 치수도 커진다. 덕트의 치수는 공기속도에 반비례하지만, 주택과 같은 소규모 건물에 설비하는 공조용 덕트에서는 덕트 내 풍속이 주덕트에서 기껏해야 5㎧정도이며, 분기덕트에서는 3∼4㎧ 정도이다. 아파트와 같은 대건축물에서는 덕트 내 풍속이 주덕트에서 10㎧ 정도, 분기덕트에서 5∼6㎧ 정도로 하는 경우도 있다. 외기 취입구에서는 4㎧ 정도, 취출구에서는 1.5∼2㎧로한다. 또한, 대규모 상업건축에서는 덕트가 차지하는 공간을 절약하기 위해 主덕트 속의 풍속을 최고 20㎧ 정도로 상승시키고 있다.

 

2. 송풍기의 동력계산

송풍기의 동력은 다음 식에 의해 계산된다.

동력계산식

여기서, S : 송풍기의 마력 〔HP〕

           Q : 풍   량 〔㎥/min〕

           H : 풍   압  〔㎜Aq〕

           η : 효율(전곡형 0.4∼0.6, 후곡형 0.7∼0.8)

  또한, 그림 6-31의 송풍기의 동력 계산도표를 이용해서 굴할 수도 있다. 예로서, Q=100㎥/min, H=900㎜Ap, η=0.5일 때, Q, H를 연결한 직선( I )에 의해 교점 A를 정하고, 다음에 η과 A와를 연결한 직선(Ⅱ)의 연장선상의 B점을 구하면, 이 B점이 구하는 송풍기의 소요마력이 된다.

동력계산도표

3. 송풍기와 덕트의 접속

  송풍기의 성능은 공장에서 이상적인 상태로 운전·측정되어 결정되는 일이 많으나, 현장에 설치하여 덕트를 접속할 때에 접속덕트의 상태는 결코 성능 시험시와 같은 이상적인 상태를 기대할 수 없으므로 송풍기 성능의 저하를 초래하는 경우가 많다. 따라서, 송풍기를 현장에서 덕트와 접속할 때는 다음과 같은 여러 가지 면에 주의를 기울여야 한다.

 

 ① 송풍기의 흡입구·토출구에 대한 덕트의 접속은 흐름의 편향, 급격한 방향전환이나 확대·축소 등이 일어나지 않도록 하여야 한다.

 

 ② 송풍기의 토출측 덕트는 그림 6-32(a)에 나타낸 바와 같이 토출구 입구에서 경사를 두어 덕트와 접속하며 또 토출 및 흡입덕트를 송풍기에서 바로 구부릴 경우에는 그림 (b)와같이 송풍기 날개직경의 1.5배 이상 직선 덕트를 만들고 그것에서 굽히는 편이 좋다. 실제로는 기계실, 기타의 관계로 송풍기 가까이에서 직각으로 굽힐 때가 많다.

 

그림 6-32  송풍기의 토출덕트

③ 흡입구 접속덕트는 가능하면 큰 치수로하고 벽이나 장해물이 흡입구 부근에 있을 때에는 그것과의 거리를 멀리 잡아야 한다. 또한, 송풍기의 축방향에 직각으로 접속되는 덕트의 폭은, 그림 6-33과 같이 흡입구경의 1.25배 이상으로 하고 이것보다 작을 때는 가이드베인을 설치한다.

그림 6-33  송풍기의 흡입덕트

그림 6-34  캔버스이음쇠

④ 송풍기와 덕트의 접속에는 길이 150∼300㎜ 정도의 캔버스이음쇠(canvas connection)를 삽입한다. 이것은 송풍기의 진동이 덕트나 장치에 전달되는 것을 방지하기 위해 송풍기의 토출측과 흡입측에 설치하는 것이다. 캔버스 이음쇠의 재료는 보통 석면포 등을 사용하며, 설치할 때는 느슨하게 하여야 한다. 이것의 설치 예를 그림 6-34에 나타내는데, 가요이음쇠(flexible connection)라고도 부른다.

 

4. 댐퍼의 종류

  댐퍼에는 덕트 속을 통과하는 풍량을 조절하기 위한 것과 공기의 통과를 차단하기 위한 것이 있다. 전자를 풍량조절댐퍼(volume damper)라 부르며, 후자에는 방화댐퍼, 배연댐퍼 등이 있다. 이를 분류하면 다음과 같다.

 

댐퍼의 종류

5. 댐퍼의 구조와 기능

(1) 버터플라이 댐퍼(butterfly damper)

  가장 구조가 간단한 댐퍼로서, 그림 6-35에 나타낸 바와 같이 중심에 회전축을 가진 1매의 날개를 쓰며 축은 댐퍼의 측벽을 관통해서 외부로 나가고, 댐퍼가이드를 써서 날개의 회전·고정 등의 조작과 함께 회전도의 지시를 할 수 있도록 되어 있다.

  이것은 장방형과 원형 덕트 모두에 사용되지만, 풍량조절 기능이 떨어지고 소음발생의 원인이 되기도 하므로, 간단한 환기장치의 풍량조절과 덕트의 전개 혹은 전폐 등에 사용하면 좋다.

 

그림 6-35  버터플라이 댐퍼

(2) 루버 댐퍼(louver damper)

  2매 이상의 날개를 가진 댐퍼이며, 1매의 날개폭은 100㎜이하 정도로 한다. 날개는 축의 회전과 서로 평행으로 회전하는 평행날개형과 그림 6-36에 나타낸 바와 같은 대향날개형이 있으며, 풍량조절기능은 對向날개댐퍼가 우수하다. 날개는 주축의 회전과 더불어 연동하는 기구로 되어 있다.

루버 댐퍼

(3) 스플릿 댐퍼(split damper)

  덕트의 분기부에 설치해서 풍량의 분배를 하는 데 사용된다. 스플릿 댐퍼의 길이는 30㎜ 이상으로 하는데, 그 길이와 분기 덕트의 크기는 그림 6-37과 같은 관계가 있다. 이 댐퍼는 길이가 짧으면 기류에 흩어짐이 생기기 쉽고, 댐퍼 날개의 강도가 적으면 진동. 소음을 발생시키기도 한다.

스플릿 댐퍼

 

(4) 定風量 댐퍼

  이 댐퍼는 이중덕트 방식의 혼합쳄버와가변풍량방식의 정풍량 유닛 등에 사용되는 것과 마찬가지 구조이다. 그 형식에는 여러 가지가 있지만 기본적으로는 댐퍼를 통과하는 풍압을 이요해서 조리개기구를 작동시키는 것이 많이 사용된다.

 

(5) 방화 댐퍼(fire protection damper)

  화재발생시에덕트를 통해 발화점 이외로 화재가 확산되는 것을 방지하기 위한 댐퍼이다. 이 댐퍼는 덕트가 방화벽을 관통하는 건물의 방화구획의 관통부에 설치하거나 또는 소방법에 규정된 곳에 설치한다.

 

방화댐퍼

방화댐퍼의 형상에는 다수의 날개로 되어 있는 루버형과 슬라이드형 및 피봇(pivot)형이 있다. 또, 이 댐퍼의 종류에는 연기감지기 連動型, 열감지기 連動型, 가스가압형, 온도휴즈형등 여러 가지 형식이 있으며, 각각 작동원리와 기구가 다르다.

 

일반적으로 많이 사용되고 있는 것은 그림 6-38에 나타낸 온도휴즈형(피봇형)이며, 그 작동원리는 덕트 내의 기류온도가 70℃ 이상이 되면 날개를 지지하고 있던 휴즈가 녹아서 자동적으로 덕트가 닫히게 된다. 또한, 방화댐퍼를 설치할 때는 댐퍼와 방화벽의 댐퍼용 개구부와의 틈새를 그림 (b)와 같이 불연재로 조밀하게 충진한다.

 

방화댐퍼의 경우 공조 또는 환기덕트에 적용하고, 제연덕와 공조덕트 겸용일 경우에도 설치를 한다. 하지만, 제연덕트 전용일 경우에는 적용하지 않는다.

 

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