송풍기 정압 계산기 (덕트 정압·송풍기 동력)
덕트 크기를 정한 다음 단계입니다. 송풍기에서 가장 먼 취출구까지 구간마다 풍량·크기·길이·ΣK 를 넣고 필터·코일 등 기기 손실과 여유율을 더해 송풍기 정압·전압과 축동력, 전동기 권장 출력을 구합니다.
계산 근거
구간마다 마찰 손실과 국부 손실을 더하고, 기기 손실을 합친 뒤 여유율을 곱해 송풍기 전압을 구합니다. 정압은 전압에서 토출 동압을 뺀 값입니다.
| 항목 | 식 | 설명·근거 |
|---|---|---|
| 공기 밀도 | ρ = p / (R_da · T) | 건공기 이상기체, R_da = 287.042 J/(kg·K). 습기는 무시(밀도 차이 1 % 안팎) |
| 마찰 손실 | Δp_f = R · L, R = (f / D) · ρV²/2 | f 는 Colebrook 식(층류 64/Re). 덕트 크기 계산기와 같은 함수, 거칠기는 ASHRAE 재료 범주값 |
| 사각 덕트 상당 지름 | D_e = 1.30 (a·b)^0.625 / (a + b)^0.25 | Huebscher 식. 마찰에만 쓰고, 동압은 실제 단면 풍속 Q/(ab) 로 계산 |
| 국부 손실 | Δp_K = ΣK · ρV²/2 | ΣK 는 동압 배수. 아래 참고표나 ASHRAE Duct Fitting Database 값 |
| 송풍기 전압·정압 | P_t = (Σ Δp + Σ Δp_e) × (1 + m), P_s = P_t − Pv₁ | m 여유율, Pv₁ 구간 1(송풍기 토출 덕트) 동압 |
| 동력 | P_a = Q · P, P_shaft = P_a / η, P_motor ≥ P_shaft × (1 + α) | Q m³/s, P 는 효율 기준에 맞춰 P_t 또는 P_s. 전동기는 표준 규격으로 올림 |
국부 손실 계수 참고값
전형적인 참고값입니다. 실제 K 는 모양·치수비·풍량비에 따라 크게 달라지므로 설계에는 ASHRAE Duct Fitting Database·SMACNA 자료나 제조사 값을 쓰세요. 분기 티는 풍량비에 따라 0 근처에서 1 이상까지 달라 표에서 뺐습니다.
| 이음 | K (참고값) | 근거·주의 |
|---|---|---|
| 덕트 끝 출구 (넓은 공간으로) | 1.0 | 운동량 식: 출구 동압이 모두 손실. 확신 높음 |
| 날카로운 입구 (벽면과 같은 면) | 0.5 | Idelchik·ASHRAE 입구 이음 전형값. 확신 높음 |
| 급확대 (A₁ → A₂) | (1 − A₁/A₂)² | Borda-Carnot 식, 상류(A₁) 동압 기준. 확신 높음 |
| 원형 매끈 90° 엘보, r/D 1.5 | 0.15 | ASHRAE 원형 엘보 전형값 (r/D 1.0 이면 약 0.2). 확신 중간 |
| 사각 직각 엘보, 가이드 베인 없음, H/W 1 | 1.2 | ASHRAE 사각 엘보 전형값. 베인을 달면 크게 줄어듦. 확신 중간 |
| 버터플라이 댐퍼 완전 열림 | 0.2 | ASHRAE 댐퍼 전형값. 날개 두께·구조에 따라 다름. 확신 중간 |
예제
공기 20 °C · 101.325 kPa, 아연도 강판(ε 0.09 mm). 아래 세 구간(계산기 기본값)에 중성능 필터 150 Pa, 냉수 코일 200 Pa, 취출구 30 Pa(「예제 값 채우기」), 여유 10 %, 전압 효율 60 %, 전동기 효율 90 %·여유 15 %.
| 구간 | 크기 mm | 유량 CMH | 풍속 m/s | 동압 Pv Pa | 마찰 R Pa/m | 국부 손실 계수 합 ΣK | 구간 손실 Pa |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 800 × 400 | 12,000 · L 20 m | 10.42 | 65.3 | 1.94 | 0.5 | 71.5 |
| 2 | 600 × 400 | 8,000 · L 15 m | 9.26 | 51.6 | 1.76 | 1.2 | 88.4 |
| 3 | Ø400 | 3,000 · L 10 m | 6.63 | 26.5 | 1.16 | 1.5 | 51.3 |
| 항목 | Pa | mmAq |
|---|---|---|
| 덕트 손실 (마찰 + 국부) | 211.3 | 21.5 |
| 중성능 필터 | 150.0 | 15.3 |
| 냉수 코일 | 200.0 | 20.4 |
| 취출구 | 30.0 | 3.1 |
| 소계 | 591.3 | 60.3 |
| 여유 10 % | 59.1 | 6.0 |
| 송풍기 전압 P_t | 650.4 | 66.3 |
| 토출 동압 Pv₁ (빼기) | −65.3 | −6.7 |
| 송풍기 정압 P_s | 585.1 | 59.7 |
송풍기 전압 650.4 Pa, 정압 585.1 Pa, 축동력 3.61 kW, 전동기 5.5 kW 권장입니다.
한계
이 계산기는 넣은 구간을 한 경로의 직렬 합으로만 다룹니다. 분기 계통의 최대 저항 경로 자동 탐색, 송풍기 기종 선정·성능 곡선(운전점), 소음 계산은 하지 않습니다. 시스템 효과(송풍기 입구·출구 접속 손실)는 ΣK 나 기기 손실로 직접 넣으세요.
출처
- ASHRAE Handbook Fundamentals (SI), Duct Design: Darcy-Weisbach, Colebrook, Huebscher, duct material roughness, fitting loss coefficients
- ASHRAE Duct Fitting Database; SMACNA HVAC Systems Duct Design
- I. E. Idelchik, Handbook of Hydraulic Resistance: entry and sudden expansion (Borda-Carnot)
- IEC 60072-1: rated output series of rotating electrical machines
자주 묻는 질문
송풍기 정압과 전압은 무엇이 다른가요?
전압은 정압 + 동압입니다. 덕트 손실을 모두 더한 값이 송풍기 전압이고, 거기서 송풍기 토출 동압(ρV²/2)을 뺀 것이 송풍기 정압입니다. 효율도 전압 효율·정압 효율이 따로 있으니 제조사 자료와 같은 기준으로 동력을 구하세요.
덕트 정압(손실)은 어떻게 계산하나요?
구간마다 마찰 손실 R·L 과 국부 손실 ΣK·ρV²/2 를 더합니다. R 은 Darcy-Weisbach 식과 Colebrook 마찰계수로 구하고, 사각 덕트는 Huebscher 상당 지름을 씁니다. 송풍기에서 가장 먼 취출구까지 한 경로의 구간 손실과 필터·코일 같은 기기 손실을 모두 더하면 송풍기가 이겨야 할 압력이 됩니다.
송풍기 동력은 어떻게 구하나요?
공기 동력 P_a = Q × P (Q m³/s, P Pa, 결과 W)이고 축동력은 P_a ÷ 송풍기 효율입니다. 예: 3.33 m³/s × 650 Pa = 2.17 kW, 효율 60 % 면 축동력 3.61 kW. 전동기는 축동력에 여유(예 15 %)를 더해 표준 규격으로 올립니다(이 예는 5.5 kW).
최종 수정 2026-10-19.