Ventilation Fan

Ventilation 이란? 환기 혹은 통풍으로서 공기의 유동, 공기의 상태(Heating, Humidity) 및 기타의 요건 등을 적절히 이용하여 주어진 환경에서 자연 또는 기계적 수단에 의해 어느 장소의 공기를 다른 장소의 공기와 교환 시켜주는 것을 의미합니다.

 

통풍방식에 의한 분류로는 자연통풍(Natural Ventilation) 과 기계통풍(Mechanical Ventilation) 방식이 있는데, 먼저 자연통풍방식은 자연의 풍향, 풍속(자연의 풍속 및 배의 전진속도에 의한 풍속) 및 선내/외 온도차에 의한 공기 밀도차(대류현상)을 이용한 통풍을 말하며, 장점으로는  Fan을 사용하지 않으므로 비용이 절감되고 구조가 간단합니다. 반면 단점으로는 충분한 압력을 얻을 수 없고 균일한 공기분배가 곤란하며 큰 풍량의 확보가 곤란합니다. 또한 기후, 풍량, 풍속 및 파도 물보라의 영향을 많이 받는 통품 방식입니다. 그리고 기계통풍(Mechanical Ventilation) 방식은 통풍기(Fan)나 송풍기(Blower)등의 기계적인 힘을 이용한 통풍으로서 설계에 의하여 보다 확실한 통풍목적을 달성할 수 있는 방식입니다.

 

통풍 목적에 의한 분류로 기계연소를 위한 공기가 필요한 선내의 기계장치로 Engine, Generator 등에 적절한 공기를 공급시키기 위한 목적으로 산소공급이 있으며, 선내의 각종 기계장치의 과열을 방지하기 위한 냉각용 공기 공급 및 선원들의 환경을 위한 냉/온기 공급을 위한 목적으로는 온도유지가 있으며, 화물창내의 습기로 인한 화물의 훼손방지 및 선원들을 위한 습기 제거를 위한 목적인 습기제거, Dangerous Goods에서 배출되는 폭발성 Gas등 유해 Gas를 제거하기 위한 목적인 유해 Gas 제거 목적이 있습니다.

 

다음으로 송풍기란 Impeller(날개차)의 회전에 의한 양력 또는 원심력을 이용해 기체에 속도 및 압력 에너지를 가해 기체를 압송하는 기계를 의미 합니다. 송풍기의 종류에는 Fan(통풍기), Blower(송풍기), Axial Flow Fan(축류형), Centrifugal Type(원심형) 등이 있습니다. 먼저 Fan(통풍기)는 토출압력이 1,000mmAg 미만 또는 압력비가 1.1 미만인 송풍기를 의미하며, Blower(송풍기)는 토출압력이 1,000mmAg ~ 10,000mmAg 또는 압력비가 1.1 ~2.0인 송풍기를 말합니다. Axial Flow Fan(축류형)은 Impeller의 회전에 의한 양력을 이용하여 기체에 속도 및 압력에너지를 가하고, 기체의 이동방향이 축 방향이고, Impeller 회전 방향이 반대로 바뀌면 Air Flow는 반대로 바뀌는 Fan을 말합니다.  Centrifugal Type(원심형)은 Impeller의 회전에 의한 원심력을 이용하여 기체에 속도 및 압력에너지를 가하며, 기체의 이동방향이 직각이며, Impeller 회전방향이 반대로 바뀌어도 Air Flow는 바뀌지 않습니다.

 

송풍기의 풍량제어방식에 대해서 알아 보겠습니다. 공조부하의 변동에 따라서 송풍공기의 온도를 변화시키고 송풍량은 일정하게 하는 일정풍량 방식(CAV방식)과 송풍온도를 일정하게 한 채로 송풍량을 변화시키는 가변풍량방식(VAV방식)이 있느나, 에너지 절약이라는 측면에서 최근에는 VAV방식이 널리 사용되고 있습니다. VAV방식의 경우 송풍기의 토출풍량을 변화시키는 방법에는 댐퍼제어, 흡입베인(Suction Vane)제어, 회전수제어(Inverter)방식이 있습니다.

 

댐퍼제어방식은 덕트의 토출측 또는 흡입측에 댐퍼를 설치하는 방법과 케이싱 매부에 스크롤(Scroll)모양의 판을 설치하고 그 형상을 조임으로서 풍량을 제어하는 스크롤댐퍼방식이 있다. 흡입베인 방식은 송풍기 흡입구에 방사상의 회전날개를 설치해서 송풍량의 감소와 더불어 송풍기 흡입구의 유입공기를 가능한 한 에너지손실없이 흡입할 수 있도록 한 방식입니다.

 

회전수제어방식은 송풍기 회전후의 세제곱에 비례하여 송풍기 동력이 변하므로 가장 에너지 절약효과가 높은 풍량제어방식입니다. 회전수제어 방법으로는 기계적인 무단변속기, 정류자 전동기, 전동기의 극수변환, 인버터등을 이용하는 방법이 있으나 최근에는 특히 인버터 방식이 증가하고 있습니다. 인버터 방식이란 보통의 상용전원의 교류를 콘버터(Converter)를 이용하여 직류로 바꾼 후 이것을 다시 인버터(Inverter)에서 임의의 주파수를 가진 교류로 바꾸어 전동기를 구동함으로써 전동기의 회전수를 바꾸는 것입니다. VAV 방식에서는 공조 부하에 대응하는 송풍량변화의 신호를 인버터로 보내어 전동기의 회전수, 따라서 송풍기의 회전수를  변화 시킵니다.