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설계순서
(1) 송풍량 결정
송풍량은 각실 이나 존(zone)에서 계산된 냉난방부하를 식에 대입시켜 계산한다. 또한편, 건축법규나 재실인원의 흡연량을 참고하여 도입외기량을 구하고, 법적제한등에 의해 배기량을 구한다. 또, 양자의 밸런스를 고려하여 배기 및 외기량을 결정한다.
(2) 취출구 및 흡입구의 위치 결정
실의 공기분포가 균일하도록 취출구의 위치, 형식, 크기, 필요한 수량을 정한다.
(3) 덕트경로 결정
공조기 및 송풍기의 위치와 덕트의 경로를 정한다. 덕트의 경로는 실의 용도, 사용시간, 부하의 특성 등을 감안하여 존별로 계통화시키고, 송풍저항을 줄일 수 있는 방법을 구상한다.
(4) 덕트의 치수결정
덕트의 치수는 표 1-1과 덕트의 치수 결정법에 의해 정한다.
(5) 송풍기의 선정
덕트계통의 마찰저항을 구하여 송풍기 정압과 (1)항에서의 필요풍량으로 송풍기의 용량 및 형식을 결정한다.
(6) 설계도 작성
(4)항에 이어 덕트의 상세치수를 정하고, 설계도를 정한다.
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분진의 종류 |
항 목 |
풍속(m/s) |
| 매우 가벼운 분진 |
가스,증기,연기,차고 등의 배기가스 배출 |
10 |
| 中정도 비중의 건조분진 |
목재,섬유,곡물 등의 취급시 발생된 먼지 배출 |
15 |
| 일반공업용 분진 |
연마,연삭,스프레이 도장, 분체작업장 등의 먼지배출 |
20 |
| 무거운 분진 |
납,주조작업,절삭작업장 등에서 발생된 먼지 배출 |
25 |
| 기타 |
|
20~35 |
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▲ 표 1-1. 덕트 내에서 분진이 침적되지 않는 풍속 | |
덕트의 치수 결정법
덕트의 치수결정법은 등속법, 등마찰저항법 등이 있다.
(1) 등속법
이 방식은 덕트내의 풍속을 일정하게 유지할 수 있도록 덕트치수를 결정하는 방법이다. 따라서 덕트치수는 송풍속도가 정해지면 덕트마찰손실선도에서 정해진 송풍량에 해당되는 수평선과 표 1-1에 의한 필요 풍속선과의 교점에 상당하는 덕트직경을 구할 수 있다.
이 덕트는 어느 위치에서나 풍속이 일정하므로 덕트를 통해 먼지나 산업용 분말을 이송시키는데 적당하다. 이 방식은 각 구간마다 압력손실이 다르다. 따라서 송풍기 용량을 구하기 위해서는 전체구간의 압력손실을 구해야 하는 번거로움이 있다.
표 1-1은 각종 분진이 침적되지 않고 이송될 수 있는 풍속이다.
(2) 등마찰저항법
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이 방법은 덕트의 단위길이당 마찰저항이 일정한 상태가 되도록 덕트마찰손실선도에서 직경을 구하는 방법으로 쾌적용 공조의 경우에 흔히 적용된다.
저속덕트의 단위길이당 마찰손실(압력손실)은 그림 1-1과 같이 실의 소음제한이 엄격한 주택이나 음악감상실과 같은 곳은 0.07 mmAq/m, 일반건축은 0.1 mmAq/m, 공장이나 기타의 소음제한이 없는 곳은 0.15mmAq/m로 한다.
또 등마찰저항법으로 많은 풍량을 송풍하면 소음발생이나 덕트의 강도상에도 문제가 있어서 풍량이 10,000㎥/h이상이 되면 등속법으로 하기도 한다.
이 방법의 단점은 주간덕트에서 분기된 분기덕트가 극히 짧은 경우에는 분기덕트의 마찰저항이 적으므로 분기덕트 쪽으로 필요이상의 공기가 흐르게 된다. 따라서 이 현상을 막기 위하여 개량등마찰저항법으로 덕트치수를 정하기도 한다. |
|
즉 그림 1-2와 같이 주간덕트는 등마찰저항법으로 하고 분기관이 있을때는 주간덕트의 말단에서 분기점까지의 압력 손실과 분기점에서 분기 덕트의 말단까지의 압력 손실이 동일하게 되도록 분기 덕트 1m당 압력손실을 구하여 분기덕트의 크기를 결정한다. |
(3) 덕트의 약설계법
공조설비의 기본계획시에 덕트샤프트나 덕트스페이스의 개략적인 크기를 정하기 위해서, 또는 짧은 시간내에 덕트의 개략적인 설계를 해야 할 경우에는 표 2-1의 풍량(㎥/㎡ · h)에 바닥면적(㎡)을 곱하여 필요풍량(㎥/h)을 정하고 그 송풍량을 표 2-2에 적용시켜 원형덕트 또는 장방형덕트의 치수를 정한다.
한편 송풍기의 용량을 결정하기 위한 송풍기 풍량은 필요풍량에 10%를 가산하고, 송풍기정압( )은 장치에 따라 차이는 있으나 일반적으로 표 2-3의 범위에서 정한다.
표 3-3의 송풍기 필요정압은 각 층 유닛(unit)식이나 배기팬(fan)이 있는 경우, 또는 고속덕트 등의 경우에 그대로 적용하면 큰 오차가 생기므로 다음 식으로 약산한다.
|
여기서, |
=  + 
: 송풍기의 필요정압 (mmAq)
: 덕트의 저항 (mmAq)
= R ·  (1 +  )
R : 덕트 내에서 단위길이당 압력강하 (mmAq/m)
: 가장 먼곳에 있는 취출구까지의 송풍덕트의 연장길이 + 가장 먼곳에 있는 흡입구까지의 리턴덕트의 연장길이 (m) : 국부저항의 비율
|
|
= 0.5 (굴곡부, 분기가 적을 때)
= 1.0 (굴곡부, 분기가 많을 때) |
: 에이필터, 에어워셔, 가열코일 등의 공기조화장치 저항의 합계(mmAq)
|
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건물 종류 |
취출구 위치 |
소요풍량(㎥/㎡ · h) 및 환기횟수 n(회/h) |
|
난방시 |
냉방시 |
|
주택 |
벽면하부(수평취출) |
8~16 (n = 3~6) |
|
|
벽면하부(상향취출) |
8~16 (n = 3~6) |
16~24 (n = 6~9) |
|
벽면상부(수평취출) |
13~24 (n = 5~9) |
16~24 (n = 6~9) |
|
사무실,상점,식당 |
벽면상부(수평취출) |
13~22 (n = 5~8) |
16~33 (n = 6~12) |
|
극장,공회당 |
벽면상부(수평취출) |
30~60 (n = 5~10) |
30~72 (n = 6~12) |
|
|
풍량
(㎥/h) |
덕트치수
(cm) |
|
원형 |
장방형 |
|
100 |
11.7 |
12 x 10
20 x 6 |
|
200 |
15.2 |
20 x 10
40 x 6 |
|
300 |
17.5 |
28 x 10
36 x 8 |
|
400 |
19.5. |
35 x 10
48 x 8 |
|
500 |
21.3 |
42 x 10
26 x 15 |
|
600 |
22.7 |
50 x 10
30 x 15 |
|
800 |
25.2 |
38 x 15
|
|
1,000 |
27.6 |
46 x 15
32 x 20 |
|
12,000 |
29.5 |
54 x 15
38 x 20 | |
|
풍량 |
치 수 |
|
1,400 |
31.6 |
62 x 15
43 x 20 |
|
1,600 |
33.1 |
70 x 15
48 x 20 |
|
1,800 |
34.6 |
53 x 20
34 x 30 |
|
2,000 |
36.0 |
58 x 20
36 x 30 |
|
2,500 |
39.2 |
70 x 20
44 x 30 |
|
3,000 |
41.8 |
50 x 30
36 x 40 |
|
3,500 |
44.4 |
56 x 30
42 x 40 |
|
4,000 |
46.5 |
62 x 30
46 x 40 |
|
4,500 |
48.8 |
70 x 30
50 x 40 |
|
5,000 |
51.0 |
76 x 30
56 x 40 | |
|
풍량 |
치 수 |
|
5,500 |
52.8 |
82 x 30
59 x 40 |
|
6,000 |
54.5 |
88 x 30
63 x 40 |
|
7,000 |
57.5 |
70 x 40
56 x 50 |
|
8,000 |
60.3 |
78 x 40
62 x 50 |
|
9,000 |
63.0 |
86 x 40
68 x 50 |
|
10,000 |
66 |
94 x 40
74 x 50 |
|
12,000 |
74 |
94 x 50
|
|
14,000 |
79 |
88 x 60
|
|
16,000 |
86 |
105 x 60
|
|
18,000 |
89 |
113 x 60
| |
|
풍량 |
치 수 |
|
20,000 |
94 |
128 x 60
|
|
25,000 |
106 |
168 x 60
|
|
30,000 |
114 |
198 x 60
|
|
35,000 |
125 |
245 x 60
|
|
40,000 |
132 |
285 x 60
|
|
45,000 |
143 |
250 x 75
|
|
50,000 |
151 |
280 x 75
|
|
60,000 |
165 |
270 x 90
|
|
70,000 |
178 |
280 x 100
|
|
80,000 |
190 |
290 x 110
| |
▲ 표 2-2. 덕트의 치수(R=0.10mmAq/m, 단 Q>10,000㎥/h에서는 w=8m/s)
| |
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설비구분 |
규 모 |
필요정압 (mmAq) |
|
환기설비 |
일반 |
10~20 |
|
대규모장치 |
30~40 |
|
공기조화설비
(리턴덕트 有, 리턴팬 無) |
소규모 (300㎡ 이내) |
40~50 |
|
중규모 (20,000㎡ 이내) |
60~75 |
|
대규모 (20,000㎡ 이상) |
65~110 |
|
고속덕트(중규모) |
100~150 |
|
고속덕트(대규모) |
150~250 |
▲ 표 2-3. 송풍기의 필요정압 (mmAq) | |
|
|
|
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|
덕트의 종류 및 부속기구
덕트의 종류를 그 속에 흐르는 공기의 종류에 따라 분류하면 공조기에서 조화된 공기를 실내로 보내는 급기덕트, 실내공기를 다시 공조기로 되돌려보내는 환기덕트, 실내의 공기를 외부로 버리는 배기덕트, 외기를 공조기로 도입하는 외기덕트 등으로 그림 1-1과 같이 구분된다.
덕트재료
덕트재료는 일반적으로 아연도금 강판을 사용하나, 그밖에 열간압연 박강판 및 냉간압연 강판, 동판, 알루미늄판, 스테인레스 강판, 염화비닐 등이 사용되고 있고, 또 글라스울(glass wool) 및 건물 구조체를 이용하는 콘크리트 덕트 등이 있다.
아연도금 강판은 일명함석(KS D 3506)이라고도 하며, 이는 가격이 싸고 가공이 쉬우며 강도가 높기 때문에 많이 사용된다. 사용용도는 부식성이 적은 일반 공조용 및 환기용덕트, 공조기의 케이싱(casing), 풍량조절 댐퍼, 급배기용 루버(louver), 덕트행거(hanger)등에 사용된다.
열간압연 박강판(KS D 3501)과 냉간압연 강판(KS D 3512)은 고온의 공기 및 가스가 통과하는 덕트 및 방화댐퍼, 보일러의 연도 등에 사용된다.
알루미늄판은 평판으로 사용되는 경우보다는 골판으로 성형하여 플랙시블덕트(flexible duct)로 사용되며 글라스울은 단열성이 좋아서 덕트의 단열재 및 흡음재로 사용되며, 글라스울판에 알루미늄 박지나 염화비닐을 접착하여 저압용 덕트로 사용하기도 한다. (일명 fiber glass duct라 한다.)
|
장방형덕트의 장변 (mm) |
판두께 |
원형덕트지름(mm) |
판두께
(mm) |
스파이럴덕트지름 (mm) |
판두께
(mm) |
|
mm |
No |
|
450 이하 |
0.5 |
26 |
500이하 |
0.5 |
200이하 |
0.5 |
|
460~750 |
0.6 |
24 |
510~700 |
0.6 |
210~600 |
0.6 |
|
760~1,500 |
0.8 |
22 |
710~1,000 |
0.8 |
610~800 |
0.8 |
|
1,510~2,200 |
1.0 |
20 |
1,010~1,200 |
1.0 |
810~1,000 |
1.0 |
|
2,210~ |
1.2 |
18 |
1,210~ |
1.2 |
|
|
|
▲ 표 1-1. 덕트치수와 아연도금강판재의 판두깨 (mm) | |
시공도 작성시의 유의사항
덕트의 시공도는 제작과 시공시에 필수적인 도면으로서 기능과 공법 및 경제적으로 적절한가를 검토해야 한다.
따라서 다음과 같은 사항을 검토한 후 시공도를 작성한다.
1) 덕트의 경로는 될수 있는 한 최단거리로 한다.
2) 설치시에 작업공간을 고려한다.
3) 필요한 치수를 기입한다. (덕트의 종,횡치수, 취출구의 위치, 취출구의 종류와 풍량, 주위 장애물과의 거리, 적절한 분기 및 변형과 치수, 주위기기의 설치 위치 등)
4) 댐퍼의 조작 및 점검은 가능한 위치에 있도록 한다.
5) 소음과 진동을 고려한다.
6) 기타설비(조명기구, 스피커, 스프링클러 등)와의 공간을 고려한다.
7) 덕트내로 배관과 같은 장애물의 통과는 없는지 살핀다.
8) 단열 및 도장공사의 필요성을 검토한다.
9) 취출구와 분기부의 위치는 적절한가 검토한다.
10) 실내의 공기분포와 취출구 및 흡입구의 위치와의 관계를 검토한다.
11) 진동이나 소음의 전파는 없는지 검토하고 필요시에 캔버스(canvas)이음 또는 플레시블(flexible)이음 및 방진, 소음장치를 한다.
덕트 및 기기의 풍속
같은 양의 공기가 덕트를 통해 송풍될 때 풍속을 높게 하면 덕트의 단면치수가 작아도 되므로 설치스페이스를 적게 차지한다. 그러나 고속으로 인한 소음, 진동 및 송풍기의 동력이 많이 들고 덕트 구조의 강도도 높여야 한다.
따라서 일반건물에서는 저속(보통 주덕트의 풍속은 15m/s이하)덕트를 사용하며, 공장이나 창고 등과 같이 소음이 별로 문제가 되지 않는 곳이나 차량, 선박, 고층빌딩 등 설치 스페이스를 크게 취할 수 없는 곳에는 고속덕트(보통 15~20m/s)를 사용한다.
표 2-1은 저속덕트와 고속덕트의 용도별 각 기기의 적정 풍속을 나타낸 것이다.
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구분 |
저 속 덕 트
|
고 속 덕 트 |
|
권장풍속 |
최대풍속 |
권장 |
최대 |
|
주택 |
공공건물 |
공장 |
주택 |
공공건물 |
공장 |
임대빌딩 |
|
공기취입구* |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
4.0 |
4.5 |
6.0 |
3.0 |
5.0 |
|
팬 흡입구 |
3.5 |
4.0 |
5.0 |
4.5 |
5.5 |
7.0 |
8.5 |
16.5 |
|
팬 취출구 |
5~8 |
6.5~10 |
8~12 |
8.5 |
7.5~11 |
8.5~14 |
12.5 |
25 |
|
주 덕트 |
3.4~4.5 |
5~6.5 |
6~12 |
4~6 |
5.5~10 |
6.5~15 |
12.5 |
30 |
|
분기덕트 |
3.0 |
3~4.5 |
4~9 |
3.5~4 |
4~8 |
5~11 |
10 |
22.5 |
|
분기입형덕트 |
2.5 |
3~3.5 |
4 |
1.5 |
4~6 |
5~8 |
|
|
|
필터* |
1.25 |
1.5 |
1.75 |
2.5 |
1.75 |
1.75 |
1.75 |
1.75 |
|
가열코일* |
2.25 |
2.5 |
3.0 |
2.25 |
3.0 |
3.5 |
3.0 |
3.5 |
|
냉각코일* |
2.25 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
3.0 |
2.5 |
2.5 |
|
에어워셔 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
|
환기덕트 |
|
|
|
3.0 |
50~7.5 |
7.5~9.0 |
저속 |
*표는 전면적풍속, 기타는 자유면적(free area)에 대한 풍속임.
▲ 표 2-1. 덕트치수와 아연도금강판재의 판두깨 (mm)
| |
덕트의 배치
송풍기에서부터 덕트와 단말기인 취출구의 배치계획은 건축설계계획과 함께 이루어져야 한다.
덕트의배치방식은 그림 2-1의 (a),(b)와 같은 간선덕트방식, (c)와 같은 개별덕트방식, (d)와 같은 환상덕트방식으로 구분되며 그림 2-2의 (a)와 같은 각개개별입상덕트방식과 (b)와 같은 수평덕트방식으로 구분된다.
간선덕트방식은 주덕트인 입상덕트로부터 각 층에서 분기되어 각 취출구로 취출관을 연결한다.
이 방식은 보통 그림 2-1의 (a)천장에서 취출하는 것이 일반적이나, (b)와 같이 벽취출방식도 있다. 전자는 실내공기의 분포도는 좋으나 덕트스페이스를 많이 차지하고, 후자는 덕트스페이스는 적게 필요하지만 실내에서 기류의 분포가 좋지 않고 덕트가 지나가는 복도 등의 천장을 거실보다 낮게 시공해야 한다.
개별덕트방식은 그림 2-1의 (c)와 같이 입상덕트(주덕트)에서 각개의 취출구로 각개의 덕트를 통해 분산하여 송풍하는 방식으로 각 실의 개별제어성은 우수하다. 그러나 덕트스페이스를 많이 차지하고 공사비도 많이 소요되므로 특별한 경우가 아니면 일반적으로 적용하지 않는다.
환상덕트방식은 그림 2-1의 (d)와같이 2개의 덕트말단을 루프(loop)상태로 연결함으로써 양쪽덕트의 정압이 균일하게 된다. 따라서 덕트말단에 가까운 취출구에서 송풍량의 언밸런스를 개선할 수 있다. 이 방식은 공장의 급배기에 사용된다.
그림 2-2의 (a)와 같은 각개입상 덕트방식은 호텔, 오피스빌딩 등에서 공기,수(水)방식인 덕트병용 팬코일 유닛방식이나 유인 유닛방식 또는 고속덕트의 입상덕트용으로 사용된다.
|
|
| |
|
|
|
유인작용과 속도분포
취출구에서 실내로 취출되어 나온 공기를 1차공기(primary air), 실내에 있던 공기중에서 취출공기와 혼합되는 공기를 2차공기(secondary air)라 한다.
취출구에서 불어내는 1차공기는 주위로부터 2차공기를 유인하여 1차공기와 혼합한다.
이 혼합된 공기를 전공기(total air)라고 한다.
확산반경
그림 1-1과 같이 천장취출구에서 취출을 하는 경우에 드리프트(drift)가 일어나지 않는 상태로 하향취출을 했을 때 거주영역에서 평균풍속이 0.1~0.125m/s로 되는 최대단면적의 반경을 최대확산반경이라 하고 거주영역에서 평균풍속이 0.125~0.25m/s로 되는 최대단면적의 반경을 최소확산반경이라고 한다.
최소확산반경내에 보(beam)나 벽 등의 장애물이 있거나,인접한 취출구의 최소확산반경이 겹치면 드리프트, 즉 편류현상이 생긴다.
따라서 취출구의 배치는 최소확산반경이 겹치지 않도록 하고 거주영역에 최대확산반경이 미치지 않는 영역이 없도록 그림 1-2와 같이 천장을 장방형으로 나누어 배치한다.
이때 분할된 천장의 장변은 단변의 1.5배 이하로, 또 거주영역에서 취출높이의 3배 이하로 한다.
천장취출
천장취출을 하는 경우 베인의 각도에 따라 강하거리 및 도달거리는 다르게 나타난다.
즉 베인의 선단과 수평선과의 각도가 작은 경우에는 도달거리가 길고, 강하거리는 짧다. 그러나 그 각도가 크면 도달거리는 짧고 강하거리는 길어진다.
따라서 냉방시에는 각도를 작게, 난방시에는 크게 하며 또한 천장이 높은 실의 경우에도 각도를 크게 하므로 도달거리가 거주영역에 접근되도록 한다.
취출구에서 베인은 1~4방향이 있으며, 각도의 조정은 가능하도록 되어있다.
|
기류의 속도 (m/s) |
반 응 |
적응장소 |
|
0.0008 이하 |
기류가 침체되어 불쾌 |
|
|
0.13 |
이상적인 상태(쾌적) |
업무용 쾌적공조
|
|
0.13~0.25 |
약간 불만족 |
|
0.33 |
불만족 (종이가 날림) |
음식점 |
|
0.38 |
보행자에게 만족 |
소매점, 백화점 |
|
0.38~1.5 |
공장용 공조에서 양호 |
국부공조에 적합 |
|
표 1-2에서 보는 바와 같이 실내거주자의 활동상황에 따라서 쾌적한 풍속이 다른 것을 알 수 있다. 즉 활동정도가 클수록 기류의 속도는 높게 잡아야 한다.
ASHRAE에서는 착석해서 집무하고 있는 상태의 사람에 대한 실내기류의 표준풍속을 0.075~0.02m/s(15~40ft/min)의 값을 권장하고 있다.
취출, 흡입구의 풍속
|
건물의 종류 |
허용취출풍속 (m/s) |
| 방송국 |
1.5~2.5 |
| 주택, 아파트, 교회, 극장, 호텔, 침실, 음향처리한 개인 사무실 |
2.5~3.75 |
| 개인 사무소 |
2.5~4.0 |
| 영화관 |
5.0 |
| 일반사무실 |
5.0~6.25 |
| 백화점 |
7.5 |
| 백화점 (1층) |
10.0 |
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흡입구의 위치 |
허용흡입풍속 (m/s) |
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거주구역의 상부에 있을 때 |
4.0 이상 |
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거주영역내에 있고 좌석에서 멀 때 |
3.0~4.0 |
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거주영역내에 있고 좌석에서 가까울 때 |
2.0~3.0 |
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도어그릴 또는 벽설치용 그릴 |
3.0 |
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주택 |
2.0 |
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공장 |
4.0 이상 |
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배치에 따른 유의사항
(1) 공기의 분포
1) 취출기류가 실내에 골고루 분포될 수 있도록 한다.
2) 도달거리 및 확산반경이 적당하도록 한다.
3) 난방시 상하의 온도구배가 지나치게 크지 않도록 한다.
4) 취출기류가 보(beam) 등에 의해 방해되지 않도록 한다.
5) 창문쪽의 냉풍이나 온풍이 직접 인체에 닿지 않도록 한다.
(2) 취출풍량
1) 취출풍량이 적으면 실의 부하를 처리하기 위하여 취출온도차를 크게 해야 한다. 그러나 취출온도차가 너무 크면 기류분포가 균일하지 못하다.
2) 취출풍량이 너무 적으면 취출기류의 속도가 너무 낮아져서 도달거리가 짧아진다.
(3) 단락류
취출구와 흡입구의 배치가 좋지 않으면 취출공기가 실내로 확산되지 못하고 흡입구로 들어가는 단락류가 된다. 특히 취출기류의 속도가 낮을 때 주의한다.
(4) 소음
1) 소음발생은 취출구의 종류,취출속도등에 따라 다르므로 실의 허용소음한계를 고려한다.
2) 옆방이나 실내외로 관통되는 덕트나, 도어의 루버(louver) 또는 언더컷(under cut)을 통하여 음이 전달되지 않도록 한다.
취출구, 흡입구의 배치 예
(1) 기류의 이동
취출구와 흡입구의 위치는 일반적으로 거주영역에 기류가 원활히 흐르도록 배치한다. 즉 취출구의 위치는 벽상부나 하부에 축류형 취출구를, 또는 선형취출구로는 상면취출을 하거나 천장취출을 하고 흡입구는 벽의 하부에 설치했다.
그러나 취출구와 흡입구 상호간의 위치가 적절하지 못하면 단락류가 되거나 dead space가 생긴다.
(2) 기류이동의 예
그림 2-1과 같이 한 방향에 창문이 있고 외벽면을 갖는 일반적인 실내에 대해 취출구와 흡입구의 위치와 기류의 관계를 살펴본다.
1) 그림 (a)는 벽의 상부취출로 흡입구는 벽 하부, 또는 도어그릴 등이 있는 예이다. 취출기류가 충분히 부하면까지 도달하면, 부하에 의한 기류가 소멸되어 거주공간은 좋은 온도분포가 된다.
단, 취출기류가 약하면 동절기에 부하면에 생긴 저온기류가 바닥면을 따라 흡입구로 흐르므로 바닥 부근에 저온층이 생기기 쉽다.
2) 그림 (b)는 내벽측의 상부에서 수평취출을 하고 외벽의 하부에서 흡입하는 경우로 취출기류가 충분히 부하면을 덮는 경우에는(a)와 마찬가지로 좋은 온도분포가 된다.
특히 동절기에 부하면의 저온기류를 흡입구에서 배제할 수 있으므로 바닥부근의 저온층을 방지할 수 있다.
단, 취출구 하부에 dead space가 생기는 경우가 있다.
3) 그림 (c)는 외벽측의 상부에서 취출하고 내벽측 하부에서 흡입하는 예인데 하절기에는 부하면에서 생긴 높은 온도의 공기가 상승하여 취출기류와 혼합되므로 좋다.
그러나 동절기에는 부하기류의 흐름이 반대가 되고 또 창 부근에 dead space가 생기므로 좋지 않다.
4) 그림 (d)는 외벽의 상부에서 취출기류의 일부는 수평취출을 하고 또 일부는 라인형 취출구로 수직으로 부하면을 따라 취출한다.
흡입구는 내벽의 하부에 설치했다. 이 경우에는 (c)에서 발생되는 부하면의 기류와 혼합되어 불어내리므로 dead space를 방지할 수 있다.
5) 그림 (e)는 천장면에 아네모스탯형의 취출구를, 내벽의 하부에는 흡입구를 설치한 예이다. 이 경우에는 유인비가 커서 비교적 좋은 공기분포가 된다. 그러나 동절기에 창면의 부하기류가 바닥에 흐르는 결점이 있다.
6) 그림 (f)는 팬코일유닛(FCU)이나 유인유닛(IDU)을 창밑에 설치했을 때와 같은 예인데 취출구가 창폭과 같은 길이를 가질 때는 부하기류를 충분히 없앨 수 있어서 하절기나 동절기에 모두 좋은 공기분포를 얻을 수 있다.
7) 그림 (g)는 취출구를 내벽측 상부(천장부근)에서 수평취출을 하며 흡입구도 내벽층 상부에서 수직으로 상향흡입하는 경우로서 기류분포가 양호하다. 그러낟 ㅏㄴ점은 그림 (a)와 같이 취출기류가 약하면 동절기에 부하면의 찬 기류가 바닥쪽으로 내려온다.
8) 그림 (h)는 팬형취출구를 천장에, 흡입구는 내벽의 하부에 설치한 예로서 (e)와 같이 기류분포는 양호하나 도달거리가 짧으므로 동절기에는 창문쪽의 부하기류가 거주영역으로 내려오므로 cold draft가 생기기 쉽다.
취출구 수의 결정
(1) 천장에 설치하는 축류형 취출구
축류형 취출구를 천장에 설치하는 경우에는 그림 3-1와 같이 취출구에서 거주역 상한까지의 거리를 h로 하고 실내의 길이를 l, 폭을 W, 취출구상수를 K로 할때 취출구의 수 n은 다음의 범위내에서 선정된다.
(2) 천장확산형 취출구
실내의 평면을 그림 3-2와 같이 정방형 또는 장방형으로 분할하고 그 중앙에 취출구를 배치한다.
이때 분할된 장변의 길이 S는 단변길이 L의 1.5배 이하로, 또 실 높이 H의 3배 이내가 되도록 한다. 그리고 취출기류는 정방형의 면적내에서 최소확산반경이 벗어나지 않고 최대확산반경이 미치지 않는 곳이 없도록 한다. 반경이 미치지 않는 곳이 없도록 한다.
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송풍기의 종류
기체를 수송하기 위한 목적으로는 송풍기를 사용하며 그 구분은 배출의 압력, 날개의 모양, 구조 및 형식에 따라 분류된다.
일반적으로는 송풍기는 압력에 따라 저압용 휀(Fan)과 고압용(Blower)가 있으나 공기조화용으로는 휀이 적용되며 대표적으로는 다음과 같다.
    
1. SIROCCO FAN (다익송풍기)
이 송풍기는 풍압 150mmAq 이하의 저압에서 다량의 공기 또는 가스를 취급하는데 가장 적합한 송풍기로서 공기의 유동상태가 매우 원할하며 불쾌한 소음, 진동이 절대로 없으며 운전이 극히 정숙합니다.
 
■ 특징
이 송풍기의 특징은 저압의 송풍기용으로서 압력 10~100mmAq 정도에 있어서 가장 적합한 것입니다.
가) 타 원심식송풍기와 비교하여 동일용량에 대한 크기가 가장 적으므로 설치면적이 적어집니다.
나) 동일풍압에 대해서는 속도가 낮으며 따라서 저소음입니다.
다) 풍량변동에 대하여 풍압의 변화가 적으며 많은 공기구멍에서 급배기 하고 있는 경우에 기존의 일부를 폐쇄하여도 타에 미치는 영향이 적습니다.
■ 용도
일반송풍, 항내통풍, 건축물 공장의 환기, 냉온방장치, 소형보일러의 송배풍, 기타 가스공기의 반송, 배출에 사용.
■ 형식
SF-A : 편흡입, 양지베아링, V벨트 구동형
SF-E : 편흡입, 편지베아링, V벨트 구동형
SF-W : 양흡입, 양지베아링, V벨트 구동형
2. AIR FOIL FAN (에어포일휀)
AF-FAN은 날개에 항공기의 익형을 응용한 것이며 원심 FAN중에는 가장 새로운 기종입니다. 즉 TURBO FAN의 1매의 날개 대신 2매의 판을 합쳐서 익형으로 성형한 것입니다.
효율이 좋고 소음이 낮으며 고속회전이 가능하고 날개경도 작게할 수 있으므로 전체로서 소형이 되는 잇점이 있습니다. LIMIT LOAD 특성도 갖고 있으며 다소 DUST를 함유한 GAS를 취급할 경우에는 내마모성 구조로 할 수도 있습니다.
날개의 수는 8~16매이며 날개폭은 비교적 넓고 날개는 철판을 굽혀서 익형으로 하여 주판, 측판에 용접되어 있습니다. 케이싱 구조는 보통 FAN과 동일하지만 흡입 CONE은 벨마우스 모양을 하고 있습니다.
■ 용도
건축물 환기용, 보일러압입·유입용, 소결로 배기용, 일반 산업용 등
 
성능은 아래 그래프와 같이 동력곡선은 최고효율점 부근에서 LIMIT LOAD특성이 있고 압력곡선은 TURBO FAN과 마찬가지로 안전성이 좋은 곡선을 이루고 있습니다. 또한 효율은 극히 좋으며 소음은 TURBO FAN보다 적습니다.
3. AXIAL FLOW FAN (축류 송풍기)
■ 특징
1. 유체역학이론과 실험결과가 적용된 합리적인 익형단면을 가지는 임폐라와 종형흡입구, 스핀나, 가이드밴 훼야링그 등 최적한 형상으로 성형된 케이싱은 축류송풍기의 특성을 잘 발휘하고 있습니다.
2. 효율이 높으며 대형인 경우 최고 80%이상의 효율을 얻을 수 있습니다.
3. 축동력은 풍량영점에서 최고이고 그 특성곡선은 비교적 평탄하고 저항의 변동에 의한 동력비의 점에서 특히 유리합니다.
4. 가변날개로하면 광범위하게 높은 효율을 가질 수 있으므로 대풍량의 풍량제어의 경우 동력비의 점에서 특히 유리합니다.
■ 용도
일반건축물, 공장, 선박 등의 온습도조절용, 닥트의 통풍, 도장배기, 에어카텐, 배연, 냉각탑 등 광범위하게 이용되고 있습니다.
■ 구조
1. 합리적인 익형단면을 가진 날개가 최적한 날개수와 날개각으로 취부된 임폐라는 중량의 경감화와 균일화를 위해 알미늄 합금으로 주조되어 있습니다.
2. 케이싱은 강판에 형강을 용접보강한 견고한 구조로 고속회전에도 충분히 견딜 수 있는 강성을 갖고 있습니다.
3. 스핀나, 고정가이드밴, 훼야링그는 공기의 흐름을 원할히 하도록 최적의 형상으로 성형되어 있고 가이드밴은 외동과 내동을 용접으로 견고히 취부하여 케이싱의 보강을 겸하고 있습니다.
4. 베아링은 최고급의 로라 또는 볼베아링을 사용하고, 내용년수 온도의 영향, 급 보쉐 대해서 충분한 고려를 하였으며 축은 반경강 또는 특수강을 사용하여 충분한 정도를 가지고 있습니다.
■ AF형 축류송풍기의 특성과 표준용량범위
아래 그림은 AF축류송풍기의 대표적인 특성곡선입니다.
그림에서 정압곡선의 P₁~ P₂까지의 영역은 일반적으로 많이 사용되는 표준용량범위입니다. 이 범위 이외의 영역에서 사용되어서 안되는 것은 아니지만, 특별한 이유가 없는 한은 이 표준용량범위(그림 s의 범위)에서 사용되는 편이 유리합니다.
그리고 그림에서 표시한 P₂~ P₃까지의 영역은 성능상 가장 좋은 범위로써, 각 호칭번호에 대해서 사용영역이 중복하지 않는 범위입니다. 이 영역은 효율이 가장 좋으며 또한 소음이 가장 적고 정압곡선은 우하의 안정된 경사임으로 될 수 있는 한 이 범위에서 송풍기의 크기를 선정할 것을 권합니다.
4. DUCT IN LINE FAN (닥트 인 라인 휀)
■ 특징
1. 현재 사용되고 있는 다익형 및 축류 FAN에 비해 SCF FAN은 고소음, 고동력을 1/2이상 소음과 동력을 낮추었습니다.
2. FAN 구조상 AIR HOLL 구조로 재질은 AL BLADE 익형을 채용함으로 익근차내의 공기압류가 적어 소음이 적고 정숙한 운전이 됩니다.
3. MOTOR(동력)의 소음이 적어 운전비가 1/3이상 경제적입니다.
4. FAN 특성상 일정 회전수 아래에서는 소요동력은 증가하지 않고 감소되므로 MOTOR의 가부하율이 없습니다.
5. 고정압(AIR HOILL TYPE)으로 20~120mmAq의 비료적 높은 정압으로 설계 되었으므로 기존제품보다 최대의 기능을 발휘합니다.
6. 공기유입구와 출구의 풍속이 낮아 조용히 운전됩니다. (소음)
7. 설치 장소위치에 관계없이 어느 위치에는 설치가 가능하므로 건축 및 설치공간이 경제적입니다.
8. 타 송풍기에 비해 중량이 간편하므로 설치가 용이합니다.
9. scf fan 고장시 수리가 용이합니다.
■ 사양
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TYPE 형식 |
하우싱
규격
(Ø) |
FAN
규격
(Ø) |
MOTOR |
풍량
CMM |
정압
mmAq |
흡입규경 Ø |
비고 |
|
4P |
6P |
|
원형SHF 400 |
400 x 400 |
300 |
400W |
270W |
38 |
30 |
300 |
MOTOR
삼상단상가능 |
|
450 |
450 x 450 |
300 |
400W |
270W |
43 |
35 |
300 |
|
|
500 |
500 x 500 |
350 |
550W |
400W |
65 |
53 |
350 |
|
|
550 |
550 x 550 |
350 |
750W |
500W |
80 |
58 |
350 |
|
|
600 |
600 x 600 |
400 |
1500W 2HP |
750W |
100 |
75 |
400 |
|
|
사각 BOX형 |
450 x 450 |
300 |
400W |
270W |
43 |
35 |
300 |
|
| |
500 x 500 |
350 |
750W |
400W |
65 |
53 |
350 |
|
| |
550 x 550 |
350 |
750W |
500W |
80 |
65 |
400 |
|
5. NATURAL VENTILATOR (무동력휀)
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- 가속에 의한 연속성,연속 상승기류 효과, 원심력학응용, 터빈의 원리, 대기에너지이용 | |
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