송풍기의 용어 및 단위

송풍기를 이해하기 위한 관련 용어 및 단위에 대해 살펴보고자 한다.

 

 

 

송풍기의 용어 및 단위

 

풍량 : Q

송풍기의 풍량이란 토출측에서 요구되는 경우라도 흡입상태(표준상태)로 환산하는 것을 말한다.

이것은 풍량이 압력, 온도에 따라 변화가 심해 어떤 일정한 기준으로 되지 않기 때문이다.

단, 압력비가 1.03이하일 경우에는 토출풍량을 흡입풍량으로 봐도 지장이 없다.

 

풍량 단위는 ㎥ /sec (CMS) , ㎥ /min (CMM) , ㎥ /Hr (CMH), ft^3 /sec (CFS) , ft^3 /min (CFM) , ft^3 /Hr (CFH),

( 1 ㎥ /min = 3.53 ft^3 /min )

 

단, 기준상태 ( 0℃ , 760 mmHg )로 표시된 경우에 표준상태 ( 20℃ , 760 mmHg , 65% 습도 )로 환산하는 식은 다음과 같다.

 

 

 

압력 P

압력에는 전압, 동압, 정압 이 있고 그 관계는 다음 그림과 같다.

 

<그림 1> 전압, 동압, 정압 관계

 

압력 단위는 mmAq(Aqure), mmWG, mmH₂O, mAq, kg/㎠ , kg/㎡ , Pa, Kapa(1Pa=9.8mmAq)

1 kg/㎠ = 10,000 ×(mmAq, kg/㎡ ,mmH₂O)

1 mmAq = 1 kg/㎡

10 mAq = 1 kg/㎠

 

1) 정압 : Ps=Static Pressure

정압은 기체의 흐름에 평행인 물체의 표면에 기체가 수직으로 미는 압력이고 그 표면의 수직 Hole을 통해 측정한다.

 

2) 동압 : Pd=Dymamic Pressure = Velocity Pressure

동압은 속도에너지를 압력에너지로 환산한 값이다. 송풍기의 동압은 50mmAq ( 약 30m/s)를 넘지 않는 것이 바람직하다.

 

3) 전압 : Pt=Total Pressure

전압은 정압과 동압의 절대압의 합이다.

Pt = Ps + Pd

 

송풍기 압력변화에 대한 세부내용은 기 포스팅한 다음 링크 자료 참조

https://sec-9070.tistory.com/196

송풍기 압력 변화

 

 

수두(Head) : m

송풍기의 흡입구와 배출구 사이의 압축과정에서 임펠라에 의하여 단위 중량의 기체에 가하여지는 가역적 일당량(kg.m/kg)을 말하며 기체의 기둥의 높이로 나타내고 이것을 수두(H)m라고 부른다.

 

다음은 수두의 계산식이다.

여기서, H : Head (m) Pt : 전압 ( kg/㎠ ) r : 비중량 ( kg/㎥ ) k : 비열비 ( 공기=1.4) P1 : 흡입 절대압력 ( kg/㎠ ) P2 : 토출 절대압력 ( kg/㎠ )

▶ 압력비가 1.03(310 mmAq) 이하일 때는 이론수두식, 이상일 때는 단열 수두식을 이용한다.

 

 

비속도 혹은 비교회전도 : Ns

비속도(비교회전도)란 송풍기의 기하학적으로 닮은 송풍기를 생각해서 풍량 1 ㎥ /min , 풍압을 Head 1m 생기게 한 경우의 가상회전속도이고 송풍기의 크기에 관계없이 송풍기의 형식에 의해 변하는 값이다.

 

다음은 비교회전도 계산식이다.

여기서, N : 송풍기의 회전속도 (R.P.M) Q : 풍량 ( ㎥ /min or ㎥ /sec ) H : Head ( m )

 

 

공기의 성질

흡입상태의 공기비중량은 다음식으로 나타낸다.

여기서, φ : 관계습도(%) Ps : 포화수증기 압력 P1 : 흡입압력 (mmAq) t℃ : 흡입온도

 

 

효율

Fan의 효율은 전압효율, 정압효율로 구분한다. 그런데 특별한 규정이 없는 한 전압효율을 말한다. 현재 국내 Fan Maker의 대부분은 전압 및 정압효율을 구분하여 사용하지 않고 있다.

일반적인 Fan의 효율은 형식별로 보면 (Maker에 따라 차이가 있음) 다음과 같다.

 

<표 1> Fan의 기종별 효율

기 종	효 율
TURBO BLOWER	40 - 70 %
TURBO FAN	60 - 80 %
AIR FOIL FAN	70 - 85 %
SIROCCO FAN	40 - 60 %
AXIAL FLOW FAN	40 - 85 %
ROOF VENTILATOR	40 - 50 %
WALL VENTILATOR	30 - 50 %
PLATE FAN	40 - 70 %

 

 

동력계산

1) 이론공기동력

여기서, Q : 풍량 ( ㎥ /min ) Pt : 전압 ( mmAq )

 

2) 축동력 (Black Horse Power)

여기서, η: 송풍기 효율

 

3) 실제사용동력(Lk)

Lk = Lb × x

여기서, x : MOTOR 안전율

- 25HP 이하 20% - 25 ～60HP 이하 15% - 60HP 이상 10%