송풍기 풍량제어

정의

송풍기 풍량제어는 요구 풍량을 얻기 위해 송풍기 운전점을 옮기는 일이다.

운전점은 송풍기 성능곡선과 계통저항곡선이 만나는 점이다.

목적은 풍량을 맞추면서 축동력을 낮게 유지하는 것이다.

운전점과 두 곡선

가로축은 풍량, 세로축은 정압이다. 팬 성능곡선은 풍량이 늘수록 정압이 낮아진다.

성능곡선과 계통저항곡선이 만나는 점이 운전점이다.

계통저항곡선은 풍량의 제곱에 비례하는 압력손실로 만들어진다.

운전점을 옮기는 것이 곧 풍량을 바꾸는 것이다.

댐퍼 제어와 회전수 제어

토출댐퍼 제어는 계통 저항을 키우고, 회전수 제어는 팬 곡선을 옮긴다.

댐퍼는 남는 압력을 댐퍼에서 버리므로 부분부하 동력 손실이 크다.

회전수 제어는 풍량에 비례하고 동력은 회전수의 세제곱에 비례해 크게 줄어든다.

상사법칙

회전수 제어는 상사법칙으로 설명한다. 풍량은 회전수의 1승에 비례한다.

정압은 회전수의 제곱에, 축동력은 회전수의 세제곱에 비례한다.

풍량을 20% 줄이면 회전수는 0.8배, 동력은 0.8³인 0.512배가 된다.

그래서 부분부하에서 회전수를 낮추면 동력이 크게 줄어든다.

헷갈리는 점

첫째, 토출댐퍼 제어는 구조가 간단하지만 동력 절감 방식이 아니다.

댐퍼에서 압력을 버리므로 풍량을 줄일수록 동력 손실이 커진다.

둘째, 서징은 정압곡선 좌하향 구간에서 생기는 불안정 운전이다.

직접 풀기

직접 풀어 보자. 회전수 제어로 풍량을 20% 줄이면 동력은 약 몇 % 줄어드는지 구해 보자.

풍량 비례에 따라 회전수는 0.8배가 된다. 동력은 회전수의 세제곱에 비례한다.

정답은 0.8³=0.512이므로 동력은 약 49% 줄어든다.

정리

풍량제어는 계통 저항을 바꾸는 방법과 팬 곡선을 바꾸는 방법으로 나뉜다.

토출댐퍼는 간단하지만 동력 손실이 크고, 회전수 제어는 동력 절감이 가장 크다.

설계 시에는 회전수 제어를 우선 검토하고 시운전에서 측정해 보정한다.