- 파스칼(Pascal)시스템… 공기압 최대 200pa까지 제어

- 최대한 에너지 절약하려면 팬 자체를 최적화

 

고란 헐트마크(GORAN HULTMARK) Lindab A/S 실내기후솔루션 R&D 매니저

예스퍼 라르센(JESPER LAURSEN) Lindab A/S 실내기후솔루션 제품 매니저


미래의 냉동공조(HVAC) 시스템은 에너지를 적게, 훨씬 적게 사용해야 한다. 그러나 대부분의 환기수요제어(Demand Controlled Ventilation, DCV) 시스템은 현재 팬이 사용자가 실제로 필요로 하는 것보다 더 높은 압력을 발생하도록 설계되어 있다. 덴마크의 Lindab A/S 사는 이 문제에 대한 아주 흥미로운 해결책을 제시하고 있다.


환기 시스템에서 팬의 출력은 다음과 같은 간단한 공식으로 계산할 수 있다.

 

출력(W) = 기류(㎥/s) × 압력 (Pa)

 

시간에 따른 출력과 효율로 팬의 에너지 소비량을 구할 수 있으며 이 값을 줄이려면, 결과적으로 압력과 기류가 감소되어야 한다.

 

필요한 기류는 환기시키려는 방의 공기질과 온도에 대한 요구사항과 직접적인 관련이 있으므로 기류는 크게 감소시킬 수 없다. 환기 시스템은 양호한 실내온도를 유지하는 데 필요한 기류를 공급해야 한다.

 

그러므로 만약 전 세계에 설치되는 환기 시스템이 미래에 훨씬 적은 에너지를 사용하려면, 최대한으로 공기압을 줄여야 한다. 그러나 실제로 우리는 거의 그 반대로 하고 있다.

 

문제는 압력 제어이다

 

오늘날 대부분의 환기수요제어(DCV) 시스템은 현재 팬에서 나오는 공기압이 덕트 네트워크를 통과하는 동안 서서히 떨어지도록 구성되어 있다. 이는 소비자에게 불편을 줄 수 있는 소음을 방지하도록 설계된 압력 조절 댐퍼를 사용해 이루어진다. 그렇지만 이러한 유형의 압력 제어는 해결하는 문제만큼이나 또다른 많은 문제를 발생시킨다.

 

우선, 수많은 댐퍼의 결합은 또한 팬이 사용자가 실제로 필요로 하는 것보다 더 큰 압력을 발생시키는 원치 않는 영향을 미친다. 이 여분의 공기압은 압력 제어 과정에서 손실된다

.

즉, 팬의 에너지 소비량의 상당 부분이 사용자 요구가 아닌 시스템 설계 때문에 발생한다. 또한, 단계적 압력 제어로 시스템의 구매, 설치 및 밸런싱 비용이 더 증가한다. 또한 에너지를 최적화하고 필요시 건물을 개조하는 일이 더 어려워진다.

 

이러한 문제에 대한 해결책은 이론상으로는 간단하다. 많은 수의 댐퍼를 제거해 덕트 네트워크가 완전히 개방되도록 하고 그 대신 공기가 사용되는 방에서 팬의 최대 공기압을 감소시키는 것이다. 이런 식으로 하면, 에너지를 훨씬 적게 소비하면서 환기 작업을 수행할 수 있다.

 

몇 년 전까지만 해도 가장 큰 당면 과제는 소음을 발생시키지 않고 전체 압력 제어를 보장하는 것이 주 목표였다. 이에 대해 이제는 해결책이 있으며, 이는 향후 환기 시스템의 설계 방식에 큰 영향을 미칠 것으로 예상된다

.

특허 받은 MBBV 댐퍼가 에너지 소비량을 반으로 줄여준다.


2012년에 Lindab 실내 기후 솔루션(Indoor Climate Solutions)은 ‘파스칼(Pascal)’ 시스템을 출시했다. 이 시스템은 대형 건물에서도 각방의 팬에서 발생하는 전체 압력을 필요에 따라 줄일 수 있다. 이 시스템은 MBBV 댐퍼가 갖추어진 특허 받은 플래넘 박스(plenum box)를 기반으로 각 방의 디퓨저 바로 뒤에서 공기압을 최대 200pa까지 조용하게 제어할 수 있다.


Lindab 실내 기후 솔루션의 R&D 매니저이자 올보르대학교(Aalborg University) 부교수인 고란 헐트마크(Goran Hultmark)는 “MBBV 댐퍼는 비약적인 발전이었다. MBBV 댐퍼 덕분에 덕트 네트워크에서 모든 형태의 압력 제어 기능을 단번에 제거할 수 있었다. 완전히 개방된 덕트 덕분에 저항이 훨씬 줄어들었으며 더 이상 팬이 필요 이상으로 큰 압력을 생성할 필요가 없다.

 

중략

 

2018년 3월호 참조

 

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