어떤 보일러 송풍기의 풍량이 3600 m³/min, 송풍압력이 35mmH2O, 효율이 0.62 이면, 이 송풍기의 소요동력은?
- 33.2 kW
- 53.5 kW
- 63.4 kW
- 87.6 kW
정답과 해설 보기
정답 ① · 송풍기의 소요동력을 구하는 공식은 다음과 같습니다. 동력 P = (풍량 × 송풍압력) / (6120 × 효율) kW.
송풍기 동력 P=(풍량×압력)/(6120×효율) 공식을 대입하여 계산하면 약 33.2kW가 나온다.
개념 한 쪽
에너지관리기능장 통풍방식 — 압입·흡입·자연통풍의 구분
보일러의 통풍방식은 공기의 공급과 배기가스를 배출하는 방식에 따라 자연통풍과 기계통풍으로 나뉜다. 기계통풍은 다시 공기를 밀어넣는 압입통풍과 공기를 빨아들이는 흡입통풍으로 구분되며, 송풍기 설치 위치와 노내 압력 상태가 핵심 차이다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「통풍방식」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 통풍 방식 판별 | 1 | 압입·흡입·자연통풍 중 송풍기 위치와 노내 압력을 구분하기 |
| 송풍기 소요동력 계산 | 1 | 주어진 풍량·풍압·효율로 소요동력을 계산하기 |
| 터보형 송풍기 풍량 조절 | 1 | 터보형 송풍기의 일반적 풍량 제어 방법을 가리기 |
뜻
자연통풍은 연돌 효과에 의해 발생하는 통풍력으로, 연돌 내부의 뜨거운 배기가스와 외부의 차가운 공기 사이의 밀도 차이로 부력이 생겨 공기가 움직이는 현상이다. 연돌의 높이와 배기가스 온도, 외기온도, 연도 단면적 등은 자연통풍력에 영향을 미치는 주요 인자이다. 외기온도가 높아져 내부와 외부의 온도차가 줄어들면 밀도차가 작아져 통풍력은 감소한다.
압입통풍은 연소기(버너) 쪽에 송풍기를 설치하여 공기를 강제로 밀어넣는 방식이다. 이 방식에서는 노 입구나 버너 전단에 팬이 있어 연소실을 양압 상태로 만들며, 송풍기의 설치 위치가 버너 쪽임을 특징으로 한다. 압입통풍은 공기를 밀어넣어 연소를 활성화하는 경우에 사용한다.
흡입통풍은 연도 끝이나 연돌 하부에 송풍기를 설치해 연소가스를 빨아들이는 방식이다. 이 방식은 연소실 내부를 대기압보다 낮은 부압 상태로 유지하여 연소가스가 외부로 유출되기 어렵게 하고, 송풍기는 연도 측에서 배기가스를 유도 배출하는 역할을 한다. 압입통풍과 흡입통풍은 송풍기 위치와 노내 압력 방향에서 정반대 특성을 보인다.
송풍기의 소요동력 계산식은 현장에서 자주 사용하는 식들이 존재한다. 분당 풍량과 풍압, 송풍기 효율을 알고 있다면 정해진 상수를 이용하여 소요동력을 산출할 수 있다. 계산식은 문제 유형에 따라 단위를 맞춰 대입하는 것이 중요하다.
예제
송풍기 소요동력을 계산하는 대표 예제를 보인다. 풍량 Q=3600 m³/min, 풍압 p=35 mmAq, 효율 η=0.62일 때 사용할 수 있는 식 중 하나는 P(kW) = (0.163 × Q × p) / η이다. 이를 대입하면 P = (0.163 × 3600 × 35) / 0.62 ≒ 33.1 kW로, 보기 중 근사값 33.2 kW가 정답 근거가 된다. 같은 문제를 다른 상수 표기식 P = (Q × p) / (6120 × η)로 풀어도 동일한 결과가 도출되며, 단위 상수의 적용을 확인하는 것이 핵심이다.
개념 판별형 예제로는 통풍 방식의 송풍기 위치와 노내 압력 관계를 묻는 문제가 있다. '압입통풍은 버너 쪽 송풍, 흡입통풍은 연도 쪽 송풍'이라는 키워드로 선지를 빠르게 구분하면 정답을 찾기 쉽다.
대표 기출 3문항
압입통풍 방식의 설명으로 옳은 것은?
- 배기가스와 외기의 비중량 차를 이용한 통풍방식이다.
- 연도나 연돌 쪽에만 송풍기가 있는 방식이다.
- 버너 쪽과 연돌 쪽에 각각 송풍기가 설치된 방식이다
- 버너 쪽에만 송풍기가 있는 방식이다.
정답과 해설 보기
정답 ④ · 압입통풍 방식의 개념을 묻는 문제이다. 압입통풍은 버너 쪽에 송풍기를 설치하여 공기를 연소실 쪽으로 압입하는 방식으로, 로 내 압력이 대기압보다 높아진다.
압입통풍은 연소기(버너) 측에 송풍기를 설치하여 강제로 공기를 공급하는 방식이다.
터보형 송풍기가 장착된 보일러에서 풍량조절 방법이 아닌 것은?
- 댐퍼의 조절에 의한 방법
- 회전수 변화에 의한 방법
- 송풍기 깃(vane)의 수량조절의 의한 방법
- 흡입베인의 개도에 의한 방법
정답과 해설 보기
정답 ③ · 터보형 송풍기의 풍량 조절 방법이 아닌 것을 고르는 문제이다. 터보형 송풍기의 풍량은 시스템 저항을 바꾸는 댐퍼 조절과 흡입베인 개도 조절, 그리고 송풍기 자체의 특성을 바꾸는 회전수 변화로 조절하는 것이 표준적인 방법이다.
터보형 송풍기 풍량 조절은 회전수, 댐퍼, 흡입베인 등으로 하며, 송풍기 깃(vane) 수량 조절은 일반적인 풍량 조절 방식이 아니다.
자주 묻는 물음
- 압입통풍과 흡입통풍은 어떻게 구분하나?
- 압입통풍은 버너(연소기) 쪽에 송풍기를 두어 공기를 밀어넣어 노내를 양압으로 만드는 방식이고, 흡입통풍은 연도 끝이나 연돌 하부에 송풍기를 두어 배기가스를 빨아내 노내를 부압으로 유지하는 방식으로 구분한다.
- 자연통풍력은 어떤 요인에 의해 달라지나?
- 자연통풍력은 연돌 내부 배기가스와 외부 공기의 밀도차에 의해 발생하므로 연돌의 높이, 배기가스 온도, 외기온도, 연돌 단면적 등이 통풍력에 영향을 준다. 특히 외기온도가 상승하면 밀도차가 줄어 통풍력은 감소한다.
- 송풍기 소요동력 계산 시 주의할 점은 무엇인가?
- 분당 풍량과 풍압 단위가 식에 맞는지와 송풍기 효율을 분모에 적용하는 것을 확인해야 한다. 예시 식 P(kW) = (0.163 × Q[m³/min] × p[mmAq]) / η 또는 P = (Q × p) / (6120 × η)를 단위에 맞춰 대입하면 된다.
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