개념 한 쪽
국소배기와 전체환기 운용에서 배출된 공기를 보충하고 실내압을 제어하기 위해 공기공급 시스템이 필요하다는 점을 다룬다
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출제기준 단원 「공기공급 방법」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 전체환기량 계산 | 1 | 증발량·목표농도·안전계수로 분당 필요 환기량 계산하기 |
| 전체환기 방식의 압력 설명 판단 | 1 | 오염·청정 공간의 압력 유지 목적을 구분하기 |
| 공기공급 필요 이유 판별 | 1 | 공기공급 시스템의 목적과 교차기류 관련 설명 가림 |
메이크업 에어(Make-up Air)는 국소배기장치가 배출한 만큼 외부에서 보충되는 공기를 말한다. 국소배기가 작동하면 실내 공기가 외부로 빠져나가므로 그만큼의 신선공기를 공급하지 않으면 환기와 배기 효율이 유지되지 못한다. 메이크업 에어라는 용어는 배출된 공기를 보충한다는 의미로 이해하면 된다.
오염물질 취급 작업장에서는 공기 흐름의 방향을 이용해 오염의 확산을 차단해야 한다. 공기는 고압에서 저압으로 흐르므로, 오염의 외부 유출을 막으려면 실내를 외부보다 낮은 압력 상태(음압)로 유지한다. 반대로 청정 공간은 외부 오염 유입을 막기 위해 양압을 유지한다는 원리를 기억한다.
공기공급시스템은 국소배기의 흡입력을 보조하고 작업장 내 온도나 에너지 제어, 안전사고 예방 목적도 가지지만, 교차기류는 포집 효율을 저하시키는 방해 요인으로 생성하는 것이 아니라 억제해야 한다. 즉 공기공급은 배기 효율 유지와 압력 제어를 목표로 설계되어야 한다.
급기구에서 분사된 제트류는 주변 공기와 빠르게 섞이며 속도가 급감하는 경향이 있고, 배기구의 흡입 영향은 더 넓은 범위에 걸쳐 천천히 약해지는 경향이 있다. 전형적으로 급기구에서는 직경(d) 정도의 거리에서 최초 속도의 약 10% 수준이 되고, 배기구에서는 약 30d 거리에서 10% 수준이 되는 관계를 적용한다.
부속 규격 예로 배출구 설치의 '15-3-15' 표기는 주변 외기 유입구와의 거리, 이웃 지붕보다의 높이 등 설치 기준을 숫자로 나타낸 표기이며, 가운데 숫자 '3'은 이웃 지붕보다 3m 이상 높게 설치해야 함을 의미한다.
전체환기 필요량 계산 문제에서는 증발량을 분당 단위로 환산하고, 공식 Q = (G × 24.45 × 10^6 × K) / (M × C × 60)을 적용해 목표 농도와 안전계수를 반영하여 분당 필요 환기량을 구한다. 예시 문제에서는 1시간에 0.95 L 증발하는 물질을 분당 약 0.01583 L/min로 환산하고, 목표농도 TLV-TWA의 50%인 50 ppm, 안전계수 K=5 등을 대입하면 약 359 m^3/min의 환기량이 도출된다고 제시된다. 계산 과정에서는 단위 변환과 분자량 적용에 유의해야 한다.
A(유해)물질이 균일하게 1시간동안 0.95ℓ 가 공기중으로 증발되는 작업장에서 A물질의 공기중 농도를 노출기준(TLV-TWA 100 ppm)의 50%로 유지하기 위한 전체환기의 필요 환기량(ACGIH 공식 활용)은? (단, A물질 비중은 0.866, A물질 분자량 92.13, 안전계수 K=5 )
정답 ③ · 전체환기 필요 환기량을 계산하는 문제입니다. 물질의 증발속도(G)와 목표 농도(C)를 통해 구합니다.
증발량과 목표 농도, 안전계수를 공식에 대입해 분당 필요 환기량을 계산하면 약 359m³/분이 나온다.
전체환기 방식에 대한 다음 설명중 틀린 것은?
정답 ① · 문항은 전체환기 방식에서 압력 유지와 관련된 설명들 중 틀린 것을 찾는 문제이다. 오염이 높은 작업장은 오염물의 외부 유출을 막고 작업장 내부 확산을 제어하기 위해 음압을 유지하는 것이 바람직하고, 반대로 청정공간은 양압으로 외부오염 유입을 방지한다.
전체환기 방식에서 오염도가 높은 작업장은 오염물질을 외부로 배출하기 위해 음압(-)을 유지해야 하며, 양압(+)을 유지하면 오염물질이 실내로 유입되거나 확산되어 위험하다.
환기시설을 효율적으로 운영하기 위해서는 공기공급 시스템이 필요하다. 공기공급 시스템이 필요한 이유가 아닌것은?
정답 ② · 문항은 환기시설 운영에 있어 공기공급 시스템이 필요한 이유가 아닌 것을 찾으라는 질문이다. 공기공급 시스템은 국소배기의 흡입 효율을 유지하고 작업환경 개선과 에너지 절감, 안전사고 예방 등 유해물질 제어와 관련된 목적을 가진다.
공기공급 시스템은 배기 장치의 효율을 높이고 안전을 위해 필요하지만, 교차기류는 오히려 유해물질 확산을 유발하므로 생성하는 것은 비효율적입니다.
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