집진 비용 절감을 위한 이송 속도 이해

작성자: Ted Henderson, Donaldson Torit 지역 관리자

집진을 고려할 때는 이송 속도의 중요성을 이해하고 이송 속도가 시스템의 적절한 설계에 미치는 영향을 파악하는 것이 중요합니다. 덕트를 통해 공기를 너무 느리게 또는 너무 빨리 이동시키면 두 경우 모두 큰 문제를 부르는 심각한 결과로 이어질 수 있습니다. 최적의 이송 속도는 응용 분야에서 발생하는 분진 유형에 따라 다릅니다. 하지만 최적의 공기량과 이에 따른 속도를 선택하고 관리하는 데 사용할 수 있는 여러 가지 설계 방식과 장치가 존재합니다.

산업용 벤틸레이션 시스템 매뉴얼 참조

ACGIH의 산업용 벤틸레이션 시스템 매뉴얼¹은 산업용 벤틸레이션 시스템에서 권장되는 설계 사례를 확인할 수 있는 업계 공인 참고 자료이며, 전달 속도(또는 이송 속도)에 대한 지침을 포함하고 있습니다. 일반적으로 입자가 무거울수록 덕트를 통해 입자를 이동시키는 데 필요한 이송 속도도 높아집니다. 더 가벼운 입자는 이송 속도가 더 낮은 상태에서도 계속 이동할 수 있으므로, 운영 비용을 절감하는 데 도움이 될 수 있습니다.  

부적절한 이송 속도로 인해 발생하는 문제

가벼운 입자를 취급하든 무거운 입자를 취급하든 관계없이, 물질이 덕트 내부의 공기 흐름에서 벗어나지 않도록 덕트를 설계해야 합니다(그림1).

덕트 내부에 분진이 떨어지지 않도록 충분한 속도를 유지하는 것도 중요하지만, 덕트 속도가 과도한 경우에도 부정적인 영향이 발생합니다. 마모성 분진이 덕트를 마모시켜 결국 덕트를 교체해야 하며, 과도한 속도는 이러한 마모를 가속할 수 있습니다. 게다가, 더 높은 속도로 공기를 이동시키려면 에너지도 훨씬 더 많이 필요합니다. 정적 용량이 더 큰 팬을 구입하면 초기 자본 비용이 증가하고 팬이 가동되는 동안 매일 에너지 비용이 증가합니다. 따라서 설계 공기량을 적정 이송 속도로 계속 이동시키는 것은 시스템 설계에서 매우 중요한 고려 사항입니다.

적절한 이송 속도 제어 시 이점

이송 속도를 제어하는 방법이 몇 가지 있습니다. 첫 번째 방법은 우수한 초기 덕트 설계입니다. 덕트 선택 과정에서는 설계 공기량에 따라 적절한 이송 속도를 확인해야 합니다.

실제 적용 시 문제점 중 하나는 시스템이 항상 이상적인 설계 공기량으로 작동하지 않을 수도 있다는 점입니다. 시스템을 통과하는 공기량은 상당히 동적일 수 있습니다. 예를 들어, 깨끗한 필터 여과지에는 결국 분진이 쌓이기 시작합니다. 그러면 더러운 필터에서는 저항이 증가하여 팬에서 전달하는 공기량이 감소하므로, 덕트 시스템과 후드를 통과하는 공기량이 감소할 수 있습니다. 이러한 공기량 감소는 대개 팬의 배출구 댐퍼를 열어 필터에 먼지층이 쌓이면서 발생하는 저항을 상쇄하면 해결됩니다. 하지만 댐퍼 방식은 직원들이 상황을 모니터링해야만 효과가 있습니다. 댐퍼 방식의 일반적인 결함은 향후에 축적된 분진으로부터 저항을 받지 않는 새 필터를 장착하는 경우, 설계 흐름으로 돌아가기 위해 댐퍼를 다시 닫아야 한다는 것을 기억하지 못한다는 점입니다. 새 필터를 장착하면서도 댐퍼를 완전히 열어 놓는 경우가 많으며, 이로 인해 시스템은 공기량이 증가한 상태로 작동합니다. 이러한 오류로 인해 후드의 공기량이 과도하게 증가하여 원치 않는 물질을 포집하는 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 또한 덕트 시스템의 마모율을 높일 수도 있으며, 필터의 유효 수명을 현저하게 단축시켜 보다 빈번한 교체 및 정비가 필요할 수 있습니다.