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.
분진의 종류 |
항 목 |
풍속(m/s) |
매우 가벼운 분진 |
가스,증기,연기,차고 등의 배기가스 배출 |
10 |
中정도 비중의 건조분진 |
목재,섬유,곡물 등의 취급시 발생된 먼지 배출 |
15 |
일반공업용 분진 |
연마,연삭,스프레이 도장, 분체작업장 등의 먼지배출 |
20 |
무거운 분진 |
납,주조작업,절삭작업장 등에서 발생된 먼지 배출 |
25 |
기타 |
|
20~35 |
▲ 표 1-1. 덕트 내에서 분진이 침적되지 않는 풍속 | |
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.
(2) 등마찰저항법
|
이 방법은 덕트의 단위길이당 마찰저항이 일정한 상태가 되도록 덕트마찰손실선도에서 직경을 구하는 방법으로 쾌적용 공조의 경우에 흔히 적용된다. 저속덕트의 단위길이당 마찰손실(압력손실)은 그림 1-1과 같이 실의 소음제한이 엄격한 주택이나 음악감상실과 같은 곳은 0.07 mmAq/m, 일반건축은 0.1 mmAq/m, 공장이나 기타의 소음제한이 없는 곳은 0.15mmAq/m로 한다.
또 등마찰저항법으로 많은 풍량을 송풍하면 소음발생이나 덕트의 강도상에도 문제가 있어서 풍량이 10,000㎥/h이상이 되면 등속법으로 하기도 한다. 이 방법의 단점은 주간덕트에서 분기된 분기덕트가 극히 짧은 경우에는 분기덕트의 마찰저항이 적으므로 분기덕트 쪽으로 필요이상의 공기가 흐르게 된다. 따라서 이 현상을 막기 위하여 개량등마찰저항법으로 덕트치수를 정하기도 한다. |
즉 그림 1-2와 같이 주간덕트는 등마찰저항법으로 하고 분기관이 있을때는 주간덕트의 말단에서 분기점까지의 압력 손실과 분기점에서 분기 덕트의 말단까지의 압력 손실이 동일하게 되도록 분기 덕트 1m당 압력손실을 구하여 분기덕트의 크기를 결정한다. |
(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, |
: 송풍기의 필요정압 (mmAq)
: 덕트의 저항 (mmAq)
R : 덕트 내에서 단위길이당 압력강하 (mmAq/m)
: 가장 먼곳에 있는 취출구까지의 송풍덕트의 연장길이 + 가장 먼곳에 있는 흡입구까지의 리턴덕트의 연장길이 (m)
: 국부저항의 비율
|
= 0.5 (굴곡부, 분기가 적을 때) = 1.0 (굴곡부, 분기가 많을 때) |
: 에이필터, 에어워셔, 가열코일 등의 공기조화장치 저항의 합계(mmAq)
|
건물 종류 |
취출구 위치 |
소요풍량(㎥/㎡ · h) 및 환기횟수 n(회/h) |
난방시 |
냉방시 |
주택 |
벽면하부(수평취출) |
8~16 (n = 3~6) |
|
벽면하부(상향취출) |
8~16 (n = 3~6) |
16~24 (n = 6~9) |
벽면상부(수평취출) |
13~24 (n = 5~9) |
16~24 (n = 6~9) |
사무실,상점,식당 |
벽면상부(수평취출) |
13~22 (n = 5~8) |
16~33 (n = 6~12) |
극장,공회당 |
벽면상부(수평취출) |
30~60 (n = 5~10) |
30~72 (n = 6~12) |
|
풍량 (㎥/h) |
덕트치수 (cm) |
원형 |
장방형 |
100 |
11.7 |
12 x 10 20 x 6 |
200 |
15.2 |
20 x 10 40 x 6 |
300 |
17.5 |
28 x 10 36 x 8 |
400 |
19.5. |
35 x 10 48 x 8 |
500 |
21.3 |
42 x 10 26 x 15 |
600 |
22.7 |
50 x 10 30 x 15 |
800 |
25.2 |
38 x 15 |
1,000 |
27.6 |
46 x 15 32 x 20 |
12,000 |
29.5 |
54 x 15 38 x 20 | |
풍량 |
치 수 |
1,400 |
31.6 |
62 x 15 43 x 20 |
1,600 |
33.1 |
70 x 15 48 x 20 |
1,800 |
34.6 |
53 x 20 34 x 30 |
2,000 |
36.0 |
58 x 20 36 x 30 |
2,500 |
39.2 |
70 x 20 44 x 30 |
3,000 |
41.8 |
50 x 30 36 x 40 |
3,500 |
44.4 |
56 x 30 42 x 40 |
4,000 |
46.5 |
62 x 30 46 x 40 |
4,500 |
48.8 |
70 x 30 50 x 40 |
5,000 |
51.0 |
76 x 30 56 x 40 | |
풍량 |
치 수 |
5,500 |
52.8 |
82 x 30 59 x 40 |
6,000 |
54.5 |
88 x 30 63 x 40 |
7,000 |
57.5 |
70 x 40 56 x 50 |
8,000 |
60.3 |
78 x 40 62 x 50 |
9,000 |
63.0 |
86 x 40 68 x 50 |
10,000 |
66 |
94 x 40 74 x 50 |
12,000 |
74 |
94 x 50 |
14,000 |
79 |
88 x 60 |
16,000 |
86 |
105 x 60 |
18,000 |
89 |
113 x 60 | |
풍량 |
치 수 |
20,000 |
94 |
128 x 60 |
25,000 |
106 |
168 x 60 |
30,000 |
114 |
198 x 60 |
35,000 |
125 |
245 x 60 |
40,000 |
132 |
285 x 60 |
45,000 |
143 |
250 x 75 |
50,000 |
151 |
280 x 75 |
60,000 |
165 |
270 x 90 |
70,000 |
178 |
280 x 100 |
80,000 |
190 |
290 x 110 | |
▲ 표 2-2. 덕트의 치수(R=0.10mmAq/m, 단 Q>10,000㎥/h에서는 w=8m/s)
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설비구분 |
규 모 |
필요정압
(mmAq) |
환기설비 |
일반 |
10~20 |
대규모장치 |
30~40 |
공기조화설비 (리턴덕트 有, 리턴팬 無) |
소규모 (300㎡ 이내) |
40~50 |
중규모 (20,000㎡ 이내) |
60~75 |
대규모 (20,000㎡ 이상) |
65~110 |
고속덕트(중규모) |
100~150 |
고속덕트(대규모) |
150~250 |
▲ 표 2-3. 송풍기의 필요정압 (mmAq) | | |