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송풍기/환풍기/S.P덕트 총판

SPIRAL DUCT  

SPIRAL&FLEXLBLE DUCT  

설계순서
(1) 송풍량 결정
송풍량은 각실 이나 존(zone)에서 계산된 냉난방부하를 식에 대입시켜 계산한다. 또한편, 건축법규나 재실인원의 흡연량을 참고하여 도입외기량을 구하고, 법적제한등에 의해 배기량을 구한다. 또, 양자의 밸런스를 고려하여 배기 및 외기량을 결정한다.


(2) 취출구 및 흡입구의 위치 결정
실의 공기분포가 균일하도록 취출구의 위치, 형식, 크기, 필요한 수량을 정한다.


(3) 덕트경로 결정
공조기 및 송풍기의 위치와 덕트의 경로를 정한다. 덕트의 경로는 실의 용도, 사용시간, 부하의 특성 등을 감안하여 존별로 계통화시키고, 송풍저항을 줄일 수 있는 방법을 구상한다.


(4) 덕트의 치수결정
덕트의 치수는 표 1-1과 덕트의 치수 결정법에 의해 정한다.


(5) 송풍기의 선정
덕트계통의 마찰저항을 구하여 송풍기 정압과 (1)항에서의 필요풍량으로 송풍기의 용량 및 형식을 결정한다.


(6) 설계도 작성
(4)항에 이어 덕트의 상세치수를 정하고, 설계도를 정한다.

덕트의 치수 결정법
덕트의 치수결정법은 등속법, 등마찰저항법 등이 있다.


(1) 등속법
이 방식은 덕트내의 풍속을 일정하게 유지할 수 있도록 덕트치수를 결정하는 방법이다. 따라서 덕트치수는 송풍속도가 정해지면 덕트마찰손실선도에서 정해진 송풍량에 해당되는 수평선과 표 1-1에 의한 필요 풍속선과의 교점에 상당하는 덕트직경을 구할 수 있다.
이 덕트는 어느 위치에서나 풍속이 일정하므로 덕트를 통해 먼지나 산업용 분말을 이송시키는데 적당하다. 이 방식은 각 구간마다 압력손실이 다르다. 따라서 송풍기 용량을 구하기 위해서는 전체구간의 압력손실을 구해야 하는 번거로움이 있다.
표 1-1은 각종 분진이 침적되지 않고 이송될 수 있는 풍속이다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



 

 


 



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 


 

(3) 덕트의 약설계법

공조설비의 기본계획시에 덕트샤프트나 덕트스페이스의 개략적인 크기를 정하기 위해서, 또는 짧은 시간내에 덕트의 개략적인 설계를 해야 할 경우에는 표 2-1의 풍량(㎥/㎡ · h)에 바닥면적(㎡)을 곱하여 필요풍량(㎥/h)을 정하고 그 송풍량을 표 2-2에 적용시켜 원형덕트 또는 장방형덕트의 치수를 정한다.
한편 송풍기의 용량을 결정하기 위한 송풍기 풍량은 필요풍량에 10%를 가산하고, 송풍기정압()은 장치에 따라 차이는 있으나 일반적으로 표 2-3의 범위에서 정한다.
표 3-3의 송풍기 필요정압은 각 층 유닛(unit)식이나 배기팬(fan)이 있는 경우, 또는 고속덕트 등의 경우에 그대로 적용하면 큰 오차가 생기므로 다음 식으로 약산한다.


여기서,

덕트의 종류 및 부속기구


덕트의 종류를 그 속에 흐르는 공기의 종류에 따라 분류하면 공조기에서 조화된 공기를 실내로 보내는 급기덕트, 실내공기를 다시 공조기로 되돌려보내는 환기덕트, 실내의 공기를 외부로 버리는 배기덕트, 외기를 공조기로 도입하는 외기덕트 등으로 그림 1-1과 같이 구분된다.

덕트재료

덕트재료는 일반적으로 아연도금 강판을 사용하나, 그밖에 열간압연 박강판 및 냉간압연 강판, 동판, 알루미늄판, 스테인레스 강판, 염화비닐 등이 사용되고 있고, 또 글라스울(glass wool) 및 건물 구조체를 이용하는 콘크리트 덕트 등이 있다.

아연도금 강판은 일명함석(KS D 3506)이라고도 하며, 이는 가격이 싸고 가공이 쉬우며 강도가 높기 때문에 많이 사용된다. 사용용도는 부식성이 적은 일반 공조용 및 환기용덕트, 공조기의 케이싱(casing), 풍량조절 댐퍼, 급배기용 루버(louver), 덕트행거(hanger)등에 사용된다.

열간압연 박강판(KS D 3501)과 냉간압연 강판(KS D 3512)은 고온의 공기 및 가스가 통과하는 덕트 및 방화댐퍼, 보일러의 연도 등에 사용된다.
알루미늄판은 평판으로 사용되는 경우보다는 골판으로 성형하여 플랙시블덕트(flexible duct)로 사용되며 글라스울은 단열성이 좋아서 덕트의 단열재 및 흡음재로 사용되며, 글라스울판에 알루미늄 박지나 염화비닐을 접착하여 저압용 덕트로 사용하기도 한다. (일명 fiber glass duct라 한다.)

시공도 작성시의 유의사항

덕트의 시공도는 제작과 시공시에 필수적인 도면으로서 기능과 공법 및 경제적으로 적절한가를 검토해야 한다.따라서 다음과 같은 사항을 검토한 후 시공도를 작성한다.1) 덕트의 경로는 될수 있는 한 최단거리로 한다.2) 설치시에 작업공간을 고려한다.3) 필요한 치수를 기입한다. (덕트의 종,횡치수, 취출구의 위치, 취출구의 종류와 풍량, 주위 장애물과의 거리, 적절한 분기 및 변형과 치수, 주위기기의 설치 위치 등)4) 댐퍼의 조작 및 점검은 가능한 위치에 있도록 한다.5) 소음과 진동을 고려한다.6) 기타설비(조명기구, 스피커, 스프링클러 등)와의 공간을 고려한다.7) 덕트내로 배관과 같은 장애물의 통과는 없는지 살핀다.8) 단열 및 도장공사의 필요성을 검토한다.9) 취출구와 분기부의 위치는 적절한가 검토한다.10) 실내의 공기분포와 취출구 및 흡입구의 위치와의 관계를 검토한다.11) 진동이나 소음의 전파는 없는지 검토하고 필요시에 캔버스(canvas)이음 또는 플레시블(flexible)이음 및 방진, 소음장치를 한다.

덕트 및 기기의 풍속 

같은 양의 공기가 덕트를 통해 송풍될 때 풍속을 높게 하면 덕트의 단면치수가 작아도 되므로 설치스페이스를 적게 차지한다. 그러나 고속으로 인한 소음, 진동 및 송풍기의 동력이 많이 들고 덕트 구조의 강도도 높여야 한다. 

따라서 일반건물에서는 저속(보통 주덕트의 풍속은 15m/s이하)덕트를 사용하며, 공장이나 창고 등과 같이 소음이 별로 문제가 되지 않는 곳이나 차량, 선박, 고층빌딩 등 설치 스페이스를 크게 취할 수 없는 곳에는 고속덕트(보통 15~20m/s)를 사용한다.

표 2-1은 저속덕트와 고속덕트의 용도별 각 기기의 적정 풍속을 나타낸 것이다.

덕트의 배치

송풍기에서부터 덕트와 단말기인 취출구의 배치계획은 건축설계계획과 함께 이루어져야 한다.

간선덕트방식은 주덕트인 입상덕트로부터 각 층에서 분기되어 각 취출구로 취출관을 연결한다. 

이 방식은 보통 그림 2-1의 (a)천장에서 취출하는 것이 일반적이나, (b)와 같이 벽취출방식도 있다. 전자는 실내공기의 분포도는 좋으나 덕트스페이스를 많이 차지하고, 후자는 덕트스페이스는 적게 필요하지만 실내에서 기류의 분포가 좋지 않고 덕트가 지나가는 복도 등의 천장을 거실보다 낮게 시공해야 한다.

개별덕트방식은 그림 2-1의 (c)와 같이 입상덕트(주덕트)에서 각개의 취출구로 각개의 덕트를 통해 분산하여 송풍하는 방식으로 각 실의 개별제어성은 우수하다. 그러나 덕트스페이스를 많이 차지하고 공사비도 많이 소요되므로 특별한 경우가 아니면 일반적으로 적용하지 않는다.

환상덕트방식은 그림 2-1의 (d)와같이 2개의 덕트말단을 루프(loop)상태로 연결함으로써 양쪽덕트의 정압이 균일하게 된다. 따라서 덕트말단에 가까운 취출구에서 송풍량의 언밸런스를 개선할 수 있다. 이 방식은 공장의 급배기에 사용된다.

그림 2-2의 (a)와 같은 각개입상 덕트방식은 호텔, 오피스빌딩 등에서 공기,수(水)방식인 덕트병용 팬코일 유닛방식이나 유인 유닛방식 또는 고속덕트의 입상덕트용으로 사용된다.

최소확산반경내에 보(beam)나 벽 등의 장애물이 있거나,인접한 취출구의 최소확산반경이 겹치면 드리프트, 즉 편류현상이 생긴다.

따라서 취출구의 배치는 최소확산반경이 겹치지 않도록 하고 거주영역에 최대확산반경이 미치지 않는 영역이 없도록 그림 1-2와 같이 천장을 장방형으로 나누어 배치한다.

천장취출

천장취출을 하는 경우 베인의 각도에 따라 강하거리 및 도달거리는 다르게 나타난다. 

즉 베인의 선단과 수평선과의 각도가 작은 경우에는 도달거리가 길고, 강하거리는 짧다. 그러나 그 각도가 크면 도달거리는 짧고 강하거리는 길어진다.

유인작용과 속도분포

취출구에서 실내로 취출되어 나온 공기를 1차공기(primary air), 실내에 있던 공기중에서 취출공기와 혼합되는 공기를 2차공기(secondary air)라 한다.

확산반경 

그림 1-1과 같이 천장취출구에서 취출을 하는 경우에 드리프트(drift)가 일어나지 않는 상태로 하향취출을 했을 때 거주영역에서 평균풍속이 0.1~0.125m/s로 되는 최대단면적의 반경을 최대확산반경이라 하고 거주영역에서 평균풍속이 0.125~0.25m/s로 되는 최대단면적의 반경을 최소확산반경이라고 한다. 

배치에 따른 유의사항

(1) 공기의 분포


1) 취출기류가 실내에 골고루 분포될 수 있도록 한다.
2) 도달거리 및 확산반경이 적당하도록 한다.
3) 난방시 상하의 온도구배가 지나치게 크지 않도록 한다.
4) 취출기류가 보(beam) 등에 의해 방해되지 않도록 한다.
5) 창문쪽의 냉풍이나 온풍이 직접 인체에 닿지 않도록 한다.


(2) 취출풍량
1) 취출풍량이 적으면 실의 부하를 처리하기 위하여 취출온도차를 크게 해야 한다. 그러나 취출온도차가 너무 크면 기류분포가 균일하지 못하다.
2) 취출풍량이 너무 적으면 취출기류의 속도가 너무 낮아져서 도달거리가 짧아진다.


(3) 단락류
취출구와 흡입구의 배치가 좋지 않으면 취출공기가 실내로 확산되지 못하고 흡입구로 들어가는 단락류가 된다. 특히 취출기류의 속도가 낮을 때 주의한다.


(4) 소음
1) 소음발생은 취출구의 종류,취출속도등에 따라 다르므로 실의 허용소음한계를 고려한다.
2) 옆방이나 실내외로 관통되는 덕트나, 도어의 루버(louver) 또는 언더컷(under cut)을 통하여 음이 전달되지 않도록 한다.


 

취출구, 흡입구의 배치 예 

(1) 기류의 이동
취출구와 흡입구의 위치는 일반적으로 거주영역에 기류가 원활히 흐르도록 배치한다. 즉 취출구의 위치는 벽상부나 하부에 축류형 취출구를, 또는 선형취출구로는 상면취출을 하거나 천장취출을 하고 흡입구는 벽의 하부에 설치했다. 
그러나 취출구와 흡입구 상호간의 위치가 적절하지 못하면 단락류가 되거나 dead space가 생긴다.
(2) 기류이동의 예
그림 2-1과 같이 한 방향에 창문이 있고 외벽면을 갖는 일반적인 실내에 대해 취출구와 흡입구의 위치와 기류의 관계를 살펴본다.


1) 그림 (a)는 벽의 상부취출로 흡입구는 벽 하부, 또는 도어그릴 등이 있는 예이다. 취출기류가 충분히 부하면까지 도달하면, 부하에 의한 기류가 소멸되어 거주공간은 좋은 온도분포가 된다. 
단, 취출기류가 약하면 동절기에 부하면에 생긴 저온기류가 바닥면을 따라 흡입구로 흐르므로 바닥 부근에 저온층이 생기기 쉽다.
2) 그림 (b)는 내벽측의 상부에서 수평취출을 하고 외벽의 하부에서 흡입하는 경우로 취출기류가 충분히 부하면을 덮는 경우에는(a)와 마찬가지로 좋은 온도분포가 된다. 
특히 동절기에 부하면의 저온기류를 흡입구에서 배제할 수 있으므로 바닥부근의 저온층을 방지할 수 있다.
단, 취출구 하부에 dead space가 생기는 경우가 있다.
3) 그림 (c)는 외벽측의 상부에서 취출하고 내벽측 하부에서 흡입하는 예인데 하절기에는 부하면에서 생긴 높은 온도의 공기가 상승하여 취출기류와 혼합되므로 좋다. 
그러나 동절기에는 부하기류의 흐름이 반대가 되고 또 창 부근에 dead space가 생기므로 좋지 않다.
4) 그림 (d)는 외벽의 상부에서 취출기류의 일부는 수평취출을 하고 또 일부는 라인형 취출구로 수직으로 부하면을 따라 취출한다. 
흡입구는 내벽의 하부에 설치했다. 이 경우에는 (c)에서 발생되는 부하면의 기류와 혼합되어 불어내리므로 dead space를 방지할 수 있다.
5) 그림 (e)는 천장면에 아네모스탯형의 취출구를, 내벽의 하부에는 흡입구를 설치한 예이다. 이 경우에는 유인비가 커서 비교적 좋은 공기분포가 된다. 그러나 동절기에 창면의 부하기류가 바닥에 흐르는 결점이 있다.
6) 그림 (f)는 팬코일유닛(FCU)이나 유인유닛(IDU)을 창밑에 설치했을 때와 같은 예인데 취출구가 창폭과 같은 길이를 가질 때는 부하기류를 충분히 없앨 수 있어서 하절기나 동절기에 모두 좋은 공기분포를 얻을 수 있다.
7) 그림 (g)는 취출구를 내벽측 상부(천장부근)에서 수평취출을 하며 흡입구도 내벽층 상부에서 수직으로 상향흡입하는 경우로서 기류분포가 양호하다. 그러나 다른 점은 그림 (a)와 같이 취출기류가 약하면 동절기에 부하면의 찬 기류가 바닥쪽으로 내려온다.
8) 그림 (h)는 팬형취출구를 천장에, 흡입구는 내벽의 하부에 설치한 예로서 (e)와 같이 기류분포는 양호하나 도달거리가 짧으므로 동절기에는 창문쪽의 부하기류가 거주영역으로 내려오므로 cold draft가 생기기 쉽다.

취출구 수의 결정

(1) 천장에 설치하는 축류형 취출구축류형 취출구를 천장에 설치하는 경우에는 그림 3-1와 같이 취출구에서 거주역 상한까지의 거리를 h로 하고 실내의 길이를 l, 폭을 W, 취출구상수를 K로 할때 취출구의 수 n은 다음의 범위내에서 선정된다.

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