공조냉동기계기사 부속설비 — 치환환기·댐퍼·덕트 배치

환기는 오염물질을 어떻게 내보내느냐에 따라 갈린다. 치환환기는 외부의 신선한 공기를 실내에 공급하고, 실내에서 발생한 열과 오염물질을 대류 효과나 급배기팬으로 외부에 배출한다. 실내보다 낮은 온도의 공기를 공급하면 차가운 공기가 아래로 가라앉아 오염물질을 밀어 올리고, 데워진 오염 공기는 상부 배기구로 빠져나간다. 자연환기는 팬 없이 창문이나 환기구만 쓰고, 국소환기는 후드처럼 오염원 가까이에서 포집하므로 전체 공간을 순환시키는 치환환기와 다르다.

환기는 급기와 배기를 기계로 하느냐에 따라서도 나뉜다. 제3종 환기는 기계식 배기와 자연 급기를 조합한다. 팬으로 실내 공기를 강제로 빼내므로 실내가 대기압보다 낮은 음압이 되고, 오염 공기가 새어 나가는 것을 막아 오염 발생실에 적합하다. 급기까지 송풍기로 하는 것은 제1종이나 제2종 환기의 특징이다.

댐퍼는 공기 흐름을 조절하거나 막는 장치다. 일반 댐퍼는 풍량을 조절하거나 차단하고, 아연도금 철판이나 알루미늄으로 만든다. 방화 댐퍼는 화재 시 자동으로 닫혀 불이 퍼지는 것을 막고, 밸런싱 댐퍼는 각 분기관의 풍량을 균형 있게 맞추는 시험·조정·균형 작업에 쓴다. 정풍량 댐퍼는 설정된 풍량을 일정하게 유지하는 장치이며, 역류 방지는 체크 댐퍼의 역할이다. 덕트 분기점에서 각 분기로 가는 풍량을 조절할 때는 스플릿 댐퍼가 가장 적절하다.

공조기에 직접 연결되는 펌프는 코일에 냉수나 온수를 보내는 냉수 펌프와 온수 펌프, 응축수를 다루는 응축수 펌프다. 냉각수 펌프는 냉동기의 응축기와 냉각탑 사이에서 열을 내보내는 회로에 설치되므로 공조기와 직접 연결되지 않는다.

덕트 배치는 간선덕트, 개별 덕트, 환상덕트 등으로 나뉜다. 간선덕트는 주덕트에서 각 방으로 분기하고, 개별 덕트는 각 실마다 독립된 덕트를 두어 제어가 쉽다. 환상덕트는 덕트 끝을 연결해 고리 모양으로 만들므로 말단의 압력 균형이 맞고 송풍량의 불균형이 적다. 환상덕트에서 불균형이 생긴다는 설명은 반대다.

덕트 단면은 모양에 따라 효율이 다르다. 같은 풍량과 같은 마찰저항을 유지하려면 마찰이 큰 장방형 덕트의 단면적이 원형 덕트보다 커야 한다. 장방형은 단면의 세로와 가로 비율인 아스펙트비가 4:1을 넘지 않게 하고, 곡부나 분기부의 국부 저항은 와류 손실과 마찰 손실을 합한 값으로 보며 상당 길이 개념으로 다룬다.

고속덕트는 풍속을 높여 덕트 단면을 줄이는 방식이다. 관 벽과의 마찰이 커져 압력 손실이 크고, 유동 소음이 심하며, 송풍기 동력이 늘어 운전비가 높아진다. 원형관이나 스파이럴 관을 쓰는 것은 강도를 높이고 제작을 쉽게 하기 위해서다.

공조기 출구와 입구 사이의 순환 계통에는 급기덕트, 환기덕트, 외기덕트가 필요하다. 제연덕트는 화재 시 연기를 배출하거나 차단하는 별도의 방재 설비이므로 정상 운전의 순환 계통에 드는 덕트가 아니다. 멀티조운 유닛 방식은 각 실에 독립된 조운을 두어 부분 운전과 시간차 운전에 적합하고 혼합손실이 없지만, 정풍량 장치가 없어 송풍량의 불균형이 생길 수 있다.