개념 한 쪽
환기 시스템의 성능검사는 풍속·풍량·압력 등 공기 흐름 특성을 정확히 측정하는 것이 핵심이다. 측정 목적과 환경에 따라 열선식·베인형·피토관 등 서로 다른 원리의 계기를 사용하며, 시각화용 연기관은 유동 방향 확인에 주로 사용한다.
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출제기준 단원 「검사 장비」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 성능검사에 무관한 장비 고르기 | 1 | 국소환기 성능검사에 관련성 낮은 측정기기 식별하기 |
| 열선식 원리 판단 | 1 | 금속선 온도·저항 변화 원리의 풍속계 판별하기 |
| 동압 측정 기기 조합 | 1 | 동압을 얻기 위한 기구 조합(피토튜브·마노미터) 선택하기 |
국소환기장치나 덕트의 성능검사는 공기의 흐름 특성인 풍속과 풍량, 압력 차를 중심으로 평가한다. 이때 사용되는 장비는 측정 원리에 따라 분류되며, 각 장비는 특정 환경에서 장점과 한계를 가진다.
열선풍속계는 미세한 백금 또는 텅스텐 금속선을 가열한 뒤 공기 흐름에 의해 냉각되는 속도를 전기저항 변화로 읽어 유속을 산출하는 기기이다. 민감도가 높아 실내 저풍속이나 국소배기장치의 정밀한 유속 측정에 널리 사용된다.
베인형(터빈·프로펠러) 풍속계는 터빈 날개의 회전수를 이용해 유속을 측정한다. 회전형은 회전수와 유속의 관계를 통해 비교적 간단하고 견고하게 풍속을 측정하므로 덕트나 비교적 높은 유속 환경에서 많이 사용된다.
동압은 공기의 운동에너지에 해당하는 압력으로, 총압에서 정압을 뺀 값으로 구한다. 피토튜브로 총압과 정압을 취하고 마노미터로 압력차를 읽어 동압을 구하는 방식이 표준 측정법이다.
연기관(smoke tube)은 연기를 발생시켜 공기 흐름의 방향과 유동 상태를 시각적으로 확인하는 도구이다. 유동의 존재와 방향을 확인하는 데 유용하지만, 고속 유속의 정량적 측정에는 적합하지 않다.
측정구의 설치에서는 기류 방해를 최소화하는 것이 중요하다. 덕트나 관벽에 내는 측정공은 관벽을 수직으로 뚫어야 하며, 경사지게 뚫으면 유동 교란으로 측정 오차가 발생한다.
열선풍속계 예시: 국소배기 후드 내부와 같이 민감한 저풍속 영역에서 열선풍속계로 유속을 측정하면 작은 변화도 포착할 수 있으므로 성능검사 장비로 선정한다. 반대로 덕트 중앙의 높은 유속 영역에서는 베인형 또는 피토튜브 기반 측정법을 검토한다.
동압 측정 예시: 피토튜브를 덕트 내에 삽입해 총압과 정압을 취하고 마노미터로 두 압력의 차를 읽어 동압을 구한다. 동압은 풍속과 직접 연결되므로 풍량 계산의 기초 자료로 활용한다.
국소환기장치의 성능검사시 갖추어야하는 시험장비와 가장 거리가 먼 것은?
정답 ③ · 질문은 국소환기장치 성능검사에 필요한 장비와 거리가 먼 것을 묻고 있다. 국소환기 성능 평가는 주로 풍속·풍량·압력 측정과 유동 확인이 핵심이므로 피토튜브, 연기 발생기, 회전계(팬속 측정)는 관련성이 높다.
국소환기 성능검사는 풍속, 풍량, 압력 측정이 핵심이므로 습도 측정은 관련성이 가장 낮다.
미세한 백금 또는 텅스텐의 금속선이 공기와 접촉하여 금속의 온도가 변하고 이에 따라 전기저항이 변하여 유속을 측정하는 풍속계는?
정답 ④ · 문제는 금속선의 온도변화에 따른 전기저항 변화로 유속을 측정하는 풍속계의 종류를 묻고 있다. 열선풍속계는 가열된 백금이나 텅스텐 선의 냉각에 따른 저항 변화로 유속을 계측하는 장치이므로 해당 설명에 부합한다.
금속선의 온도와 저항 변화 원리를 이용해 유속을 측정하는 풍속계는 열선풍속계이다.
다음 중 동압을 측정할 수 있는 기기는?
정답 ② · 문제는 동압을 직접 측정할 수 있는 계측기를 묻고 있다. 동압은 총압과 정압의 차이로 정의되므로 정압과 총압을 동시에 취득할 수 있는 피토튜브와 이를 읽을 수 있는 마노미터 조합으로 측정한다.
정압과 총압의 차이를 측정하는 동압은 피토튜브와 마노미터로 측정한다.
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