변풍량 유닛

왜 배우는가: 변풍량 유닛은 단일덕트 변풍량 방식의 말단 장치로, 실내 부하 변화에 맞춰 풍량을 조절하는 핵심 설비다. 건축기계설비기술사 시험에서 종류·운전방법·장단점을 묻는 문항이 반복해서 출제되므로 개념의 정의와 분류를 정확히 익혀야 한다.

출제 이력: 제126회 3교시 1번, 제124회 2교시 5번, 제112회 2교시 2번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄 정의 문장:

변풍량 유닛(VAV Unit)은 실내 부하에 따라 취출 풍량을 자동으로 조절하여 실온을 제어하는 단일덕트 말단 장치다.

핵심 키워드

• 변풍량 유닛(VAV Unit)
• 교축형(Throttle Type)
• 바이패스형(By-pass Type)
• 유인형(Induction Type)
• 최소 풍량 설정
• 정압 제어
• 단일덕트 변풍량 방식

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면, 방마다 덕트 입구에 달린 풍량 조절기가 실이 더우면 바람을 많이 넣고 서늘하면 적게 넣는 장치다. 공조기는 취출 온도를 일정하게 유지하고, 풍량만 바꿔서 실온을 맞춘다.

정식 정의는 다음과 같다. 변풍량 유닛은 자동 댐퍼(Damper)와 액추에이터, 풍량 센서로 구성된 존(Zone) 단위 풍량 제어 기기다. 중앙 제어 시스템 또는 국소 제어기와 연결되어 실내 온도 신호에 따라 댐퍼 개도를 바꾼다.

핵심 용어는 다음과 같다.

• 변풍량 방식: 취출 온도를 일정하게 두고 송풍량을 변화시켜 실온을 제어하는 방식이다. 정풍량 방식이 풍량을 고정하고 온도를 바꾸는 것과 대비된다.
• 최소 풍량: 부하가 가장 작을 때도 필요한 환기량을 확보하기 위해 설정하는 최소 개도 값이다. 실내 공기질 확보의 기준이 된다.
• 정압 변동: 풍량이 줄면 덕트 내 정압이 올라가므로, 송풍기 제어나 정압 제어가 함께 필요하다.

원리는 간단하다. 실내 현열부하가 줄면 필요한 공기량이 줄고, 유닛 댐퍼가 닫히며 덕트 저항이 커진다. 송풍기는 이 정압 변화를 감지해 회전수를 낮추고 동력을 줄인다. 그래서 변풍량 방식의 핵심 장점은 송풍기 동력 절감이다.

3. 등장 배경과 필요성

정풍량 단일덕트 방식은 풍량이 일정하므로 부하가 작은 시간에도 같은 양의 공기를 보내야 한다. 이때 재열기가 공기를 다시 데워야 하고, 송풍기 동력도 그대로 소모된다. 이 에너지 낭비가 변풍량 방식이 도입된 배경이다.

변풍량 방식의 개념 자체는 새로운 것이 아니다. 과거에는 작업자가 댐퍼를 손으로 조절해 풍량을 바꾸었고, 이를 자동 제어로 바꾼 것이 변풍량 유닛이다. 즉 수동 댐퍼 조절을 자동화한 장치라고 이해하면 된다.

최소 풍량 설정 기구가 없으면 외기량이 부족해져 실내 공기질이 떨어질 수 있다. 그래서 변풍량 방식을 채택하면 최소 풍량과 외기 도입량을 함께 설계해야 한다. 취출구도 최소 풍량에서 양호한 공기 분포를 얻고, 최대와 최소 풍량에서 취출 특성이 같도록 선정해야 한다.