공조냉동기계산업기사 송풍기 및 공기정화장치 — AHU 구성과 풍량 제어·팬 법칙

에어 핸들링 유닛(AHU)은 공기를 여과하고 열교환하며 송풍하는 장치다. 송풍기, 에어필터, 냉각코일이 대표적인 구성 요소이고, 공기 여과와 송풍, 세정이 주요 기능이다. 압축기는 냉동 사이클의 핵심 부품이므로 AHU 구성 요소가 아니며, 냉각탑도 외부에서 열을 방출하는 별도 장치라 AHU에 들어가지 않는다.

팬코일 유닛은 냉온수 코일과 송풍기, 필터를 케이싱 안에 수납한 소형 실내용 공기조화기다. 냉온수를 공급받아 열교환하므로 자체 냉동기를 포함하지 않는다. 냉동기를 내장했다는 설명은 팬코일 유닛의 구조와 맞지 않는다.

풍량을 바꾸는 방법은 기계적으로 유량을 조절하는 방식이다. 모터의 회전수를 바꾸는 회전수 제어, 흡입구의 유동을 조절하는 흡입 베인 제어, 토출구 저항을 키우는 스크롤 댐퍼 제어가 여기에 든다. 압력 제어는 시스템의 작동 상태를 유지하기 위한 개념이지 풍량을 직접 조절하는 독립된 방법이 아니다.

팬 법칙은 회전수와 성능의 관계를 정한다. 회전수를 두 배로 하면 풍량은 두 배, 정압은 네 배, 소요동력은 여덟 배가 된다. 풍량은 회전수에 비례하고, 정압은 회전수의 제곱, 동력은 회전수의 세제곱에 비례하기 때문이다. 회전수를 조금 줄여도 동력은 크게 줄어들므로, 회전수 제어는 풍량과 소요동력의 관계에서 가장 효율적인 제어 방법으로 꼽힌다.

송풍기의 성능 특성은 풍량, 정압, 소요동력 같은 유체역학적 값으로 나타낸다. 재질은 구조적 강도나 내식성과 관련된 물성일 뿐 성능 곡선을 결정하는 변수가 아니다.

형식에 따라 쓰임이 다르다. 축류 송풍기는 낮은 압력에서 많은 풍량을 다루므로 냉각탑이나 환기용에 적합하고, 냉각탑에는 프로펠러형이 주로 쓰인다. 직접팽창코일에서는 냉매를 각 관에 고르게 보내기 위해 디스트리뷰터를 설치한다. 헤더는 단순히 모으고 나누는 구조라 균일 분배를 보장하지 않는다.

흡착식 제습기는 수분 1kg을 제거하는 데 약 1000~1200kcal의 재생 열이 필요하다. 저온저습 조건에 적용할 수 있고 소풍량에 적합하며 먼지의 영향을 받는다는 특성이 있다. 재생 열량을 100kcal처럼 작게 잡으면 에너지 규모를 잘못 이해한 것이 된다.