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내 용	송풍기 성능시험 1. 개요 공기기계를 대표하는 송풍기는 흔히 팬(Fan)으로 불리며, 건물 공조용설비 및 산업기계에서 주로 배기가스 배출이나 보일러설비에서 버너(Burner)에 공기를 주입하는 목적으로 사용된다. 공기 유체기기는 사용되는 토출 압력기준으로 팬(송풍기, 0.1bar 이하), 블로아(Blower, 0.1Bar 이상~1.0bar 이하), 압축기(Compressor, 1.0bar 이상 )로 분류하고 있다. 특히, 팬은 유인송풍기(Induced Draft Fan)와 토출송풍기(Forced Draft Fan)로 분류하고 있으며, 유인송풍기는 보일러 스택(Stack) 입구에 설치하여 닥트와 같은 관로길이가 긴 다기관으로부터 공기를 흡입측의 부압으로 공기를 빨아들이는 특성이고, 토출송풍기는 보일러 공기 예열기 전단에서 토출측의 토출압력으로 공기를 불어내는 것이 차이점이라 할 수 있다. 따라서 구조와 형상이 동일한 송풍기는 설치 위치에 따라서 그 기능에 차이가 있다고 볼 수 있다. 송풍기 성능 시험은 KSB 6311에 따라 수행하며, 시험과 검사 방법 등이 상세히 규정되어 있다. 2. 적용 범위 송풍기의 규격은 압력비가 1.1미만 또는 송출 압력이 10kPa 미만(0.1bar) 인 직동, 직결 및 벨트 구동의 원심식 송풍기(이하 팬이라고 한다.) 그 크기는 임펠러의 깃 바깥지름이 160mm에서 1800mm까지 적용한다. 3. 관련 규격 1) KS B 0062 : 압축기, 송풍기 용어 정의 2) KS B 6311 : 송풍기 시험 및 검사 방법 3) KS B 6326 : 전향익 송풍기 4. 송풍기 용어 정의 해당 규격에서 정의되는 용어는 다음과 같다. 1) 원심식 팬(Centrifugal Fan) : 기체가 임펠러의 반경방향으로 흘러 나가는 팬 2) 축류식 팬(Axial Fan) : 기체가 임펠러의 축 방향으로 흘려나가는 팬 3) 전향익 팬 : 임펠러의 날개 방향이 전방을 향하는 팬 4) 후향익 팬 : 임펠러의 날개 방향이 후방을 향하는 팬 5) 편흡입 팬 : 와류 케이싱에 흡입구가 하나인 팬 6) 양흡입 팬 : 와류 케이싱에 흡입구가 두 개인 팬 7) 표준 공기 대기 공기의 물성치가 밀도 1.2kg/m^3, 비열비 1.4, 점성계수 1.810^-5 N.S/m^2, 기압 101.3kPa, 20oC, 상대습도 50% 임. 8) 전압(Total Pressure, Pt) 각각의 입출구의 전압은 정압과 동압의 대수적 합으로 정지 상태 즉, 공기의 유동이 없는 상태에서는 전압은 정압과 동일하다. 따라서, 송풍기 전압은 각 입출구의 전압의 차이로 나타내며 송풍기에 의해 상승한 전압력을 말한다. 9) 정압(Static Pressure, Ps) 정압은 공기의 압력에너지를 말하며, 송풍기의 정압은 전압에서 송출측 동압을 제외한 값이 된다. 10) 동압(Dynamic Pressure, Pd) 동압은 송풍기 날개에 의해 공기의 유동에 따른 속도 에너지이다. (ρV^2/2) 11) 공칭 동력(Nominal Power, KW) 측정된 입력 전력과 전동기의 공칭 효율값을 곱한 값임. 12) 공칭 효율(Nominal Efficiency, %) 전압 공기 동력과 공칭 동력의 비율이며, 시료의 오차는 +-2.5% 이다. 13) 인증 풍량 : 제시한 정압의 85%에서 측정한 풍량을 인증 풍량의 상한값으로하고, 85% 정압에서의 효율은 90% 이상이어야 한다. 14) 성능곡선과 특성곡선 유체기계전반의 성능과 작동 상태를 나타내는 선도를 성능 곡선이라고 하며, 최고 효율점을 100%로하여 각각의 성능 요소를 무차원 백분율로 나타낸 선도를 특성 곡선이라고 한다. 5. 축류 송풍기의 특성 축류 송풍기는 고속도로 터널 환기용으로 많이 사용하는 축류 송풍기는 원심 송풍기에 대비 송출 유량의 변화에 송출 풍압의 변화가 심한 것이 특징이다. 특히, 풍량이 커질수록 축동력이 적어지며, 송출 풍량이 0 일 때, 축동력은 최대가 된다. 따라서, 축류 송풍기는 저압 대용량 풍량에 많이 채용된다. 6. 축류 송풍기의 성능에 미치는 요소 1) 동익의 경사각 동익의 경사각이 커질수록 풍량은 증가하나 풍압과 효율은 거의 일정하다. 2) 동익의 깃수 깃수 증가에 유량, 압력, 효율은 급격히 증가하나 일정 갯 수 이상에서는 일정 또는 그 이상일 경우 효율은 감소한다. 3) 정익의 경사 고정 날개 형상으로 원호익을 많이 채용하며 입구각이 90도일 경우 효율은 최대가 된다. 4) 정익의 깃수 회전차의 공진을 피하기 위하여 동익의 깃수와 엇갈리게 한다. 7. 축류 송풍기의 반동도(Reaction of degree) 축류 송풍기의 반동도는 이론 전압 상승에 대한 정압의 증가량으로, 전압은 각 입출구의 원주 속도와 절대 속도( 절대속도 : 원주속도와 상대속도의 차이)의 차이이며, 정압의 증가량은 동익의 상대 속도 감소에 따른 정압의 증가량이 된다. 즉, 반동도(R)=정압증가량(Ps)/전압증가량(Pt)이 된다. 8. 송풍기 구조 일반적인 송풍기의 구조는 케이싱, 임펠어, 주축, 받침대로 구성되며, 축의 진동, 소음은 성능시험에서 측정 항목이 된다. 9. 송풍기 호칭 번호 호칭번호 : 016~180 깃 바깥지름(mm) : 160~1800 10. 송풍기 시험 1) 검사 항목 송풍기의 풍량, 전압, 축동력 및 회전속도를 측정하며, KS B 6311에 따라 시험한다. 2) 판정 기준 전압 또는 정압, 공기량의 허용 범위가 제한되는 경우에는 성능곡선이 100% 이상 106% 이하여야 한다. 3) 성능시험에 미치는 영향 및 조건 가) 풍량 : 풍량의 단위가 Nm^3/min 일 경우 설계 시험 온도를 반드시 명시해야 된다. 나) 압력 : 해당 풍량 및 정압이 주어질 경우 송풍기 정압과 풍량은 온도에 미치는 영향이 크다 즉, 전온도 상승, ΔT=(T1-T2)=T1(P2/P1)^(n-1/n), (n-1/n)=(k-1/kη) 여기서, k: 비열비이며, 참고로, 압력과 체적, 온도와 체적과의 관계는 다음과 같다. P2=P1(V1/V2)^k, T2=T1(V1/V2)^k-1 11. 시험 결과의 산출 성능시험 결과 값은 표준 조건에 대하여, 전압(Pt), 정압(Ps), 동압(Pd), 입력전력(Kw) 항목은 실제 공기의 상태와 표준 대기 공기와의 비열의 차이를 고려하여 공칭 효율 측정값으로 한다. 12. 송풍기 제품 표시 항목 1) 품명 및 모델명 2) 공칭 효율 인증 범위(%) 3) 풍량 인증 범위(m^3/min) 4) 정압 인증 범위(Ps) 5) 전압(V), 전류(A), 동력(Kw) 6) 회전수(rpm) 7) 제조년월 및 제조 번호 8) 제조자 출처 : 피이에스기술사사무소(http://www.pes21.com)
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