개념 한 쪽
송풍기는 국소배기와 환기 시스템에서 핵심 요소로, 형식에 따라 효율과 운전 특성이 달라지고 시스템 상태 변화는 정압과 풍량, 소요동력에 직접 영향을 미친다. 팬의 법칙과 정압 정의를 바탕으로 형식별 효율, 정압 계산, 풍량 및 동력 변화 관계를 이해해야 한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「연합운전과 소음대책」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 국소배기 정압 이상 원인 판단 | 1 | 정압 상승·하강과 시스템 저항 변화의 인과관계 판단 |
| 송풍기 정압 수치 계산 | 1 | 출구·입구 정압과 입구 동압을 이용한 정압 계산 |
| 소요동력·풍량 관계 계산 | 1 | 팬의 법칙을 이용해 회전수 변화에 따른 풍량·동력 계산 |
송풍기 형식은 공기 흐름을 유도하는 방식에 따라 효율 차이가 발생한다고 본다. 터보형(원심식)은 임펠러의 원심력을 이용해 공기를 배출구로 안내하므로 유동 손실이 적어 정압 효율이 가장 우수하다고 설명한다. 축류형은 대량의 저압 송풍에 적합하나 정압 효율은 낮다고 본다. 방사형과 다익형은 각각 중간·특수 용도 성능을 보이며, 일반적으로 후향형(터보형) > 방사형 > 다익형 또는 터보형 > 다익형 > 방사형으로 효율 서열을 기억하라는 설명이 제시된다.
송풍기 정압은 송풍기가 만드는 압력의 척도로, 출구와 입구의 압력 차이를 기본으로 정의하나 실제 문제에서는 입구 동압 처리 여부가 중요하다고 본다. 자격시험 문제에서는 정압을 단순 정압차로 보기도 하고, 정압차에서 입구 동압을 제외하는 방식으로 정의하기도 하므로 문제 지문의 정의를 확인해야 한다는 점을 강조한다.
팬의 법칙에 따르면 풍량은 회전수에 정비례하고, 정압은 회전수의 제곱에 비례하며, 소요동력은 회전수의 세제곱에 비례한다고 설명한다. 이 관계를 통해 설계 조건과 실제 운전 조건이 달라질 때 풍량과 동력 변화를 계산할 수 있음을 제시한다.
국소배기 시스템 운전에서는 정압 변화가 시스템 저항 변화와 직결된다고 본다. 덕트나 필터의 막힘, 댐퍼 폐쇄 등 저항 증가 요인은 정압 상승을 유발하고, 필터 파손이나 누설은 유로가 개방되어 정압을 낮추거나 정압 증가의 원인이 되지 않는다고 정리한다.
송풍기 정압 계산 예: 입구 정압 -50mmAq, 배출구 정압 +10mmAq, 입구 측 동압 +15mmAq가 주어질 때 시험에서 요구하는 정의를 적용하면 송풍기 정압 = 배출구 정압 - 입구 정압 - 입구 동압으로 계산하여 10 - (-50) - 15 = 45mmAq가 된다. 문제 지문에서 입구 동압 처리 방식을 명시했는지 먼저 확인하라고 권한다.
팬의 법칙 적용 예: 설계 풍량 40m³/min에서 회전수 1120rpm이었으나 실제 회전수가 1000rpm으로 감소한 경우 풍량은 회전수 비례 관계에 따라 Q2 = Q1 × (N2/N1)로 계산하여 40 × (1000/1120) ≈ 35.7m³/min이 된다. 풍량 감소에 따른 소요동력 변화 계산은 동력이 풍량의 세제곱에 비례함을 이용하여 수행하라고 제시한다.
탁상형 그라인더 작업에서 발생되는 분진을 제어하기 위해 설치한 국소배기장치에서 송풍기 정압이 갑자기 증가하였다. 그 원인이 될 수 없는 것은?
정답 ④ · 문항은 국소배기장에서 송풍기 정압이 갑자기 증가한 원인과 관련하여 될 수 없는 경우를 찾는 문제이다. 정압 증가는 시스템 전체 저항 증가에 의해 발생하므로 필터나 덕트에 분진이 퇴적되어 단면이 좁아지거나 후드 댐퍼가 닫히는 경우처럼 저항을 키우는 상황이 원인이 된다.
국소배기장치 정압 증가는 저항 증가 때문이므로, 차단되지 않고 분진이 새는 파손은 정압을 낮추거나 변동시키는 원인이 된다.
송풍기 입구의 흡입정압이 -50mmAq, 배출구 정압은 +10mmAq, 입구측 동압이 +15mmAq일 때 송풍기 정압은?
정답 ③ · 문항은 송풍기 정압을 계산하는 문제로 입구·배출 정압과 입구 동압이 주어졌다. 송풍기 정압은 정압차에서 입구 동압을 빼는 방식으로 계산하므로 정압차는 배출 정압(10 mmAq) − 입구 정압(−50 mmAq) = 60 mmAq이다.
송풍기 정압은 배출구 정압에서 입구 정압을 뺀 값으로 계산됩니다.
다음 중 송풍기의 소요동력을 계산하는데 필요한 인자로 볼 수 없는 것은?
정답 ① · 송풍기의 소요동력(Air Power)은 단위 시간당 공기에 가해진 에너지의 양을 의미하며, 공식 L = (Q × P) / (6120 × η) 로 계산됩니다. 여기서 Q는 풍량(m³/min), P는 송풍기 전압(mmH2O), η는 송풍기의 효율을 나타냅니다.
송풍기 소요동력 공식 L=QP/6120η에서 회전수는 직접 사용되지 않는 인자입니다.
산업위생관리산업기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.