산업용 송풍기(FAN)의 형식과 선정시 참고사항

산업용 송풍기(FAN) 개요

FAN 은 우리말로 송풍기를 말합니다. 

 

공조시스템 (HAVC - heating ventilation, air conditioning and refrigeration) 에서 

 

공기를 공급해주는 장치를 말하며 구동 원리는 공기에 압력을 가하고 

 

유동을 형성하여 덕트와 같은 환기 시스템 내에서 공기의 흐름을 

 

발생시켜주는 장치라 정의합니다. 

 

구성요소는 회전체인 로터와 이를 구동하기 위한 

 

모터 & 로터,샤프트 외함(Body and Cover)으로 구성되어 있습니다.

 

Radialventilator - 출처 wiktionary

 

송풍기의 원심팬 타입과 엑시얼 팬 타입의 차이점

송풍기를 결정할 때 기본적으로 유량, 압력, 이송 유체의 종류를 확인하고 

 

그에 맞는 송풍기를 선정하는데 송풍기는 회전체가 조립된 상태를 

 

통해 2가지 타입으로 분류 합니다.

 

• Centrifugal Fan (원심 팬)

 

• Axial Fan (엑시얼 팬)

 

아래 2개의 그림을 통해서 구조적인 차이점을 확인할 수 있습니다. 

 

엑시얼 팬은 축과 회전체(로터)가 축 방향을 향하고 있으며 

 

원심 팬은 구동력이 측면방향에서 로터를 구동하여 

 

팬을 회전 시켜 공기를 이송하게 됩니다. 

 

Centrifugal Fan - 출처 위키미디어

 

Axial Fan - 출처 위키미디어

두 번째 차이점은 Centrifugal Fan 공기(Gas) 의 유동은 공기가 

 

Fan 으로 유입될 때와 Fan 에서 외부로 토출될 때 두 번의 유동 변화가 

 

생기지만 엑시얼 팬은 공기의 흡/배기가 동일 선상에 있기 때문에 

 

유동에 변화가 없습니다. 

 

엑시얼 팬의 이러한 특징은 공기의 유동을 효과적으로 

 

처리할 수 있다는 장점이 있으나 공기 유동에 저항이 발생할 때 

 

효율을 벗어나 소음을 유발하고 전력 소비율이 상승한다는 단점이 있습니다.

원심팬의 특징

원심 팬은 형식 및 제조사의 모델에 따라 차이가 있으나 

 

최대 약 0.7~3 bar 의 정압으로 공기(Gas) 에 유동을 형성합니다. 

 

원심팬은 3가지 종류가 있으며 각각의 타입에 따른 특징은 다음과 같습니다.

Centrifugal Fan Types - 출처 위키미디어

• (a) Forward curved fan : 순방향 곡선 팬은 깨끗한 환경의 낮은 온도에서 최대 5000 ft³/min. (제조사 모델별 차이 있음) 의 공기(gas)를 이송하는고 낮은 압력으로 많은 양의 공기를 이송시키는데 장소에 적합합니다. 

 

• (b) Backward curved fan : 팬의 최대 동력 선 (Peak power) 에 도달했을 때 전력 소비량이 감소한다는 특징이 순방향 곡선 팬에 비해 전력 소비가 낮다는 특징이 있습니다.

 

• (c) Radial fan : 구조 및 형상이 비교적 간단하고 공기가 오염되어 있는 장소에 적합한 모델이므로 산업용으로 가장 많이 사용되는 타입입니다. 

 

엑시얼 팬(Axial fan)의 특징

엑시얼 팬은 구조적으로 공기(gas) 의 흐름에 변화가 없다는 

 

점과 공기의 유동을 효율적으로 처리하는 특징이 있습니다. 

 

엑시얼 팬의 타입은 3가지가 있습니다.

• Tubeaxial Fan : 팬(블레이드)와 하우징 사이의 간격이 좁아 공기 흐름 효율이 높고 고압에서 작동합니다. 

Tubeaxial fan - 출처 W.W. Gringer

• Vaneaxial fan : Tubeaxial Fan 팬과 외형적으로 비슷하나 공기(gas) 유동의 방향성 및 직진성에 대한 효율이 높습니다. 이러한 이유로 보다 높은 정압을 요하는 장소에서 사용할 수 있습니다.  

Vaneaxial fan - 출처 continentalfan.com

 

 

• Propeller fan : 프로펠러 팬은 저온 저속으로 회전하며 실내 환기 및 저압의 많은 양의 공기 유동을 형성할 때 사용합니다.   

Propeller fan - 출처 allaroundindustrysupply.com

 

 공조시스템에서 공기의 유동을 생성하는 팬은 요구되는 

 

설계 조건에 따라 적합한 형식의 팬의 선정을 고려해야 하며 

 

설계 시 온도, 압력, 유량 값을 기본으로 열 전달 속도나 

 

공기 흐름과 같은 부가적인 사항들, 유로를 형성하는 

 

덕트, 분기관, 필터와 와 같은 요소들 간의 압력 강하를 계산해야 하는 등 

 

고려해야 할 사항들이 많습니다. 

 

 

계산 값은 추정치 일 뿐 99.9% 근사치로 설계한다는 것은 

 

예측 불가한 요소들이 많기 때문에 이로 인한 실질적 효율 감소에 

 

대비하기 위해 Design margin 을 충분히 가져가는 것을 고려해야 합니다. 

 

 

일반적 용도의 팬은 기본적으로 5% 이상의 마진을, 

 

산업용으로 사용하는 팬은 응용 분야의 종류에 따라 

 

최소 10%~30%의 오버 마진을 고려해야 합니다.

참고자료

덕트 재질 선정 (AIR SYSTEM)

• 저압 공기 공급 : Steel galvanized not less than gauge 24

 

• 공기 리턴 : Steel galvanized

 

• 일반 덕트 배기 : Steel galvanized

 

• 연구소 덕트 배기 : Stainless Steel

 

• 증기 배기 : Aluminum or Stainless Steel

 

• 외부 공기 유입 및 공급 : Steel galvanized

 

 

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