개념 한 쪽
국소배기장치의 성능과 전력소요는 송풍기 전압과 처리풍량, 송풍기 효율에 의해 결정된다. 송풍기 형식에 따라 효율·보수성·분진 취급 특성이 달라 장비 선정과 설계에 영향을 미친다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「설치 및 관리」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 전체 환기 동력 산정 | 1 | 압력과 공기량을 단위 통일해 효율과 안전계수 적용한 동력 계산 |
| 단위 변환 후 동력 계산 | 1 | mmH2O와 m³/hr를 변환해 압력×유량÷효율로 kW 구하기 |
| 분당풍량 활용 계산 | 1 | 풍량을 m³/min로 바꿔 6120 상수로 나누고 효율 보정해 동력 구하기 |
송풍기 동력 산정은 기본적으로 전압(또는 전압손실)과 공기량의 곱으로부터 출발한다. 단위 통일을 위해 압력은 mmH2O 또는 Pa로, 공기량은 m³/min 또는 m³/s로 변환한 뒤 계산한다. 단위 환산 시 사용하는 상수로는 분당 풍량과 mmH2O를 이용하는 경우 6120을 활용하는 방식이 자주 등장한다.
실제 모터용량 결정에는 송풍기 효율을 고려하여 계산된 이론 동력을 효율로 나누는 과정이 필요하다. 추가로 설계 여유를 두기 위해 여유율이나 안전계수를 곱해 최종 소요동력을 확보한다. 예시 계산에서는 효율이 낮을수록 필요한 동력이 커지고, 여유율은 최종 값에 곱해 적용해야 함을 강조한다.
송풍기 형식별 특징도 설계에서 중요하다. 원심식(터보형)은 후향 날개형의 경우 정압효율이 높고 동력 증가가 완만한 장점이 있다. 그러나 날개 간격이 좁아 분진이 많은 공기 이송에는 불리하며 전처리 집진이 필요할 수 있다. 반대로 방사형(직선 익근)은 구조가 단순하고 보수가 용이하나 효율은 낮은 편이다.
축류(프로펠러) 송풍기는 구조가 간단하고 대량의 공기를 이동시키기에 적합하나 정압 성능이 낮아 압력손실이 큰 국소배기 시스템에는 적합하지 않다. 형식별로 '후향 > 전향 > 방사'의 효율 순서와 용도 적합성을 대응하여 기억하는 것이 유용하다.
문제 예시는 단위 변환과 효율·여유율 적용 순서를 점검하는 유형이 주를 이룬다. 예컨대 풍량 250m³/min, 전압 200mmH2O, 효율 70%에 여유율 20%를 적용하면 기본 동력 계산 후 여유율을 곱하여 약 14.0kW 수준의 최종 동력이 나온다. 다른 예로 총압력손실 100mmH2O, 처리공기량 7,200m³/hr, 효율 70%이면 단위를 통일하여 약 2.8kW가 산출된다.
단계별로는 먼저 단위 변환(예: m³/hr → m³/s 또는 m³/min, mmH2O → Pa)을 수행하고, 압력×유량으로 이론 동력(W)을 구한 뒤 효율로 나누어 kW 단위로 정리한다. 마지막으로 필요한 경우 안전계수나 여유율을 곱해 설계치를 확보한다.
형식 판별 문제에서는 날개형과 용도를 대조하여 정답을 고른다. 예컨대 방사형은 보수 용이하지만 효율이 낮다는 점, 후향형은 효율이 우수하나 분진 다량 운반에는 부적합하다는 점을 근거로 오답을 소거한다.
작업장의 국소환기 전체의 압력손실이 200mmH2O이고, 송풍기의 총 공기량이 100,000m³/hr일 때 소요동력은? (단, 송풍기효율 70%, 안전인자 30%)
정답 ④ · 소요동력은 공기량과 압력손실을 바탕으로 구합니다. 먼저 공기량 100,000m³/hr를 m³/s로 환산하면 약 27.78m³/s입니다.
소요동력(kW)=압력(Pa)×공기량(m³/s)÷(효율×1000)에 안전계수를 곱해 산출한다.
어느 국소배기장치의 총압력손실(풍전압)이 100㎜H2O, 처리공기량이 7,200m³/hr, 송풍기 효율은 70%이다. 이 송풍기의 소요동력은?
정답 ④ · 송풍기의 소요 동력을 계산하는 문제입니다. 공기량(7200m³/hr)은 2m³/s입니다.
어느 국소배기장치의 총압력손실(풍전압)이 100mmH2O, 처리공기량의 7.200m³/hr, 송풍기 효율은 80%이다. 이 송풍기의 소요동력은?
정답 ③ · 송풍기의 소요동력(Air Power)을 구하는 공식은 L = (Q × P) / (60 × η)입니다. 여기서 Q는 송풍량(m³/min), P는 압력(mmH2O), η는 송풍기 효율입니다.
소요동력(kW)은 풍량(m³/min)에 전압력손실(mmH2O)을 곱한 후 6120으로 나누고 효율로 나누어 계산한다.
산업위생관리산업기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.