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지난 가을, 10년 이상의 경험을 가진 상업용 공기처리장치(AHU) 제조사가 연락해 왔습니다. "단니스 씨, 우리 AHU는 공장 테스트 시 공기 유량 목표를 완벽하게 달성합니다. 하지만 현장에 설치된 지 한 달 후에는 공기 유량이 20% 감소합니다. 우리는 세 개의 팬 공급업체를 시험해 보았는데, 모두 동일한 AC 축류 팬 사양을 사용했지만 같은 문제가 발생했습니다. 이 문제는 팬 때문인가요, 아니면 우리 설계나 설치 때문인가요?"
그는 AHU 구성 정보를 보내왔습니다. 혼합 구역 + G4 프리필터 + F7 백 필터 + 냉각 코일 + 난방 코일 + 가습기 + 팬 구역 —전형적인 상업용 오피스 AHU로, 설계 공기 유량은 3,000 m³/h이며, 속도 조절 기능 없이 고정 속도로 작동하는 350mm AC 유도 모터 축류 팬을 사용합니다.
공장 테스트 당시 모든 구역은 새 제품이었으며, 프리필터 압력 강하가 50 Pa, 냉각 코일 건식 작동 시 압력 강하가 80 Pa, 가습기는 작동하지 않았습니다. 전체 시스템 저항은 약 180 Pa였고, 팬은 정격 작동 영역 내에서 안정적으로 작동했습니다. 공기 유량은 3,000 m³/h였고, 검사를 통과했습니다.
한 달 후 현장에서 측정된 값: 프리필터 압력 강하 120 Pa, 냉각 코일이 습식 상태로 작동 중(실제 냉각 모드)하여 압력 강하 150 Pa, 가습기 작동 중 압력 강하 30 Pa. 전체 시스템 압력 저항: 350 pa —공장 출하 시 테스트 값의 거의 두 배. 그렇다면 에어컨 팬은 어떠한가? 속도 제어 기능이 없음. 작동 점이 PQ 곡선 상 왼쪽으로 이동함. 공기 유량이 3,000 m³/h에서 2,400 m³/h로 감소함 .
첫 번째 분석 결과: 팬에 결함이 있었던 것이 아님. 세 개의 모든 납품업체에서 공급한 팬은 정상이었음. 근본적인 문제는 선택 로직에 있었음—해당 팬은 공장 출하 직후의 새 제품 상태에만 맞춰 설계되었으며, 현장에서 발생할 수 있는 가변적 압력 저항을 고려하지 않음.
시스템 압력 저항을 시간 경과에 따라 그래프로 나타내면 근본 원인이 명확해짐:
| 일정 | 조건 | 필터 | 코일 | 습기장 | 총 압력 저항 | 공기 흐름 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 공장 시험 | 새 제품·건조 코일 | 50 Pa | 80 Pa | 0 Pa | 약 180 Pa | 3,000 m³/h ✅ |
| 1개월 사용 후 | 필터 오염·습식 코일 | 120 pa | 150 파 | 30 Pa | 약 350 Pa | 2,400 m³/h ❌ |
| 6개월 사용 후 | 필터 수명 종료·습식 코일 | 200 파 | 150 파 | 30 Pa | 약 430 Pa | 1,800 m³/h ❌ |
AHU는 정적 시스템이 아닙니다. 필터가 오염되고, 냉각 코일이 건식 작동에서 습식 작동으로 전환되며, 가습기가 주기적으로 작동 및 정지합니다. 이러한 모든 변화는 팬이 겪는 저항을 바꿉니다. 고정 속도 AC 팬은 PQ 곡선상에서 단 하나의 자유도만 갖습니다. 저항 증가 → 작동 점 왼쪽 이동 → 공기 유량 감소 . 속도 제어 없이는 곡선을 따라 하강하는 것만 가능합니다.
해결책은 더 큰 팬, VFD 또는 AHU 캐비닛 재설계를 필요로 하지 않았습니다. 오직 한 가지만 필요했습니다. 변화하는 저항에 따라 속도를 조절할 수 있는 모터—즉, EC 모터입니다.
고객님의 공장 환경에 맞춘 FG3G350-2APL-90 —동일한 지름(350mm), 동일한 전압(230VAC), 동일한 공기 유량 등급(3,500 m³/h)을 유지하되, AC 유도 모터를 BLEC92 외부 로터 EC 브러시리스 모터 로 교체하고, 내장형 0-10V/PWM 가변 속도 제어 기능을 갖춘 모터입니다.
| 설계 요소 | 선택된 | 왜 여기서 중요한가 |
|---|---|---|
| 팬 유형 | 축류형(G타입·보호구조) | 고유량·축류 배출·AHU 공기 흐름 방향과 일치 |
| 모터 유형 | EC 브러시리스(BLEC92) | 내장형 0-10V/PWM 속도 제어·무단계 조절·VFD 불필요 |
| 전압 | 230VAC | 직접 주전원 연결·외부 DC 전원 공급 장치 불필요 |
| 날개 직경 | 350mm | 기존 제품과 동일한 치수—AHU 캐비닛 개조 불필요 |
| 파라미터 | 값 | 주의 |
|---|---|---|
| 모델 | FG3G350-2APL-90 | PL 전기식·90 기계식 시리즈 |
| 팬 종류 | 축류 팬(보호 그릴 포함) | G형 |
| 날개 직경 | 350 mm | — |
| 정량 전압 | 230cc | 50/60Hz |
| 정격 속도 | 1,580rpm | 0-10V/PWM 무단 속도 제어 |
| 최대 공기 흐름 | 3,500m³/h | 무저항 공기 유동 조건 |
| 최대 정압 | 135 pa | 유량 제로 조건 |
| 정격 전력 | 160 W | 전체 부하 |
| 정격 전류 | 1.15A | 230VAC에서 |
| 음압 레벨 | 63 dB(A) | 정격 조건·1m |
| 모터 유형 | BLEC92 | 3상 EC 브러시리스·외부 로터 |
| 속도 제어 | 0~10VDC / PWM | 표준 |
| 보호 등급 | Ip44 | 실내 공기처리기(AHU) 설치 |
| 작동 온도 | -25 ~ +60 ℃ | — |
고객이 당연한 질문을 했습니다. "임펠러 크기는 동일한데, EC가 AC보다 비쌉니다. 그만큼의 가치가 있을까요?"
우리는 그에게 비교표와 세 가지 결정 기준을 제시했습니다.
| 메트릭 | 기존: AC 유도 모터 | 신규: EC 브러시리스 (BLEC92) | 차이점 |
|---|---|---|---|
| 풀로드 효율 | ~55-65% | >85% | 30~40% 에너지 절감 |
| 속도 제어 범위 | 고정 속도 / VFD 필요 | 0~100% 무단계·내장식 | VFD 비용 제거 |
| 시작 전류 | 정격 전류의 5~7배 | 정격 전류의 1.2배 미만 | 전력망에 미치는 영향 최소화 |
| 공급인자 | 0.6-0.75 | >0.95 | 낮은 반응 손실 |
| 소음 | 68~72 dB(A) | 63 dB(A) | 5~9 dB 조용함 |
| 서비스 수명 | 20,000~30,000시간 | 40,000~60,000시간 | 수명 2배 |
이 사례를 결정한 세 가지 차원:
① 속도 제어는 선택 사항이 아니라 필수 사항임: 이 AHU의 다단계 동적 저항으로 인해 팬은 가졌다 속도 제어를 필요로 했다. AC 모터 + VFD + 제어 캐비닛 + 배선 + 시운전의 총 비용은 실제로 상회 일체형 EC 솔루션
② 소음에 민감한 위치: AHU 실이 사무 공간과 바로 인접해 있었습니다. AC 방식 72 dB(A) → EC 방식 63 dB(A). 이 9dB의 차이는 소음 감쇄 단계를 한 단계 줄일 수 있었고, 소음기 비용 절감액이 EC 방식의 프리미엄 가격을 거의 상쇄했습니다.
③ 향후 프로젝트를 위한 VAV 준비 완료: 고객사는 향후 가변 공기량(VAV)이 필요한 프로젝트를 계획 중이었습니다. AC + VFD 아키텍처의 경우, VAV로 업그레이드하려면 제어 로직을 재설계해야 합니다. 반면 EC 방식은 0~10V/PWM 인터페이스를 DDC에 직접 연결할 수 있으므로, 정량 공기량(CAV)에서 가변 공기량(VAV)으로 전환할 때 팬 섹션에 어떤 변경도 필요하지 않습니다.
모든 선택은 반드시 PQ 곡선을 통과해야 합니다. 다음은 실제 시스템 저항 특성 곡선 위에 FG3G350-2APL-90 모델(1,580RPM)의 성능 곡선을 겹쳐 놓은 것입니다:
| 운전점 | 공기 흐름량 (m³/h) | 정압(Pa) | 해당 사례 조건 |
|---|---|---|---|
| 자유 유량 | 3,500 | 0 | — (이론상 최대값) |
| 정격 점 ⭐ | ~1,750 | ~70 | 공장 출고 새 제품·건조 코일 → 속도 감소 가능 |
| 1개월 사용 후 | ~3,000 | ~90 | EC 모터가 약 85% 속도로 상승·공기 유량을 설계 값으로 조절 |
| 6개월 사용 후 | ~3,000 | ~110 | EC 모터가 약 95% 속도로 상승·여전히 정격 구역 내 |
| 차단 | 0 | 135 | 최대 정압·유량 제로 |
결론: 최대 정압 135 Pa의 FG3G350-2APL-90은 시스템 저항이 원래 설계 값의 2.4배에 달하더라도 작동점을 정격 구역 내에 유지합니다. AC 팬은 이미 2,400 m³/h로 감소했으나, 폐루프 속도 제어를 갖춘 EC 팬은 공기 유량을 3,000 m³/h로 다시 끌어올리면서 최대 속도의 90% 미만에서 안정적으로 작동합니다.
고객사는 프로토타입 공기처리장치(AHU) 1대에 FG3G350-2APL-90을 적용하고, 폐루프 제어를 위해 0–10V 정압 센서를 연동했습니다. 전체 6개월 필터 주기 후 보고된 결과는 다음과 같습니다.
필터 전체 사용 주기 동안 압력 손실이 없음. EC 폐루프 제어가 필터 오염 및 습식 코일 조건을 자동으로 보상함.
기존 장치 대비 160W 대 약 250W. 하루 12시간 운전 시, 장치당 연간 400~500kWh 절감.
63dB(A) 대 72dB(A). AHU 실은 사무실 인접 위치에 설치됨. 소음 관련 민원 발생 중단.
기존 AC는 분기별 벨트 장력 조정이 필요했으나, EC 직접 구동 방식은 정비 불필요.
| 메트릭 | 기존(AC 고정 속도) | 개선 후(EC 가변 속도) |
|---|---|---|
| 공장 공기 흐름 | 3,000 m³/h | 3,000 m³/h(속도를 맞추기 위해 감소) |
| 6개월 후 공기 흐름 | 1,800 m³/h(–40%) | 3,000 m³/h(폐쇄 루프 보정·제로 감쇠) |
| 입력 전력(작동 중) | 약 250 W | 약 160 W |
| 1m 거리에서의 소음 | 72 dB(A) | 63 dB(A) |
| 속도 제어 | 없음 | 0-10VDC를 DDC에 직접 연결 |
| 정비 간격 | 분기별(벨트 장력 점검) | 정비 불필요(직접 구동·벨트 없음) |
고객사는 이후 3개의 후속 프로젝트에서 FG3G350-2APL-90을 지정하였으며, 다른 제품 라인을 위해 공기 유량이 더 큰 변형 모델을 평가 중이다.
이 프로젝트를 통해 다음과 같은 몇 가지 유의할 점을 배웠다.
유사한 AHU 프로젝트를 진행 중이라면, 다음은 전체 FG3G350 플랫폼 매트릭스입니다:
| 모델 | 모터 | 전압 | 최대 공기 흐름 | 최대 압력 | 전력 | 소음 | 가장 좋은 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
FG3G350-2APL-90 |
Ec | 230VAC | 3,500m³/h | 135 pa | 160W | 63dB | AHU 표준·EC 속도 제어· 이 케이스 |
FG3G350-2AGL-90 |
AC | 230VAC | 3,500m³/h | 135 pa | — | — | AHU 정량 공급 방식(CAV)·예산 민감형 |
FG3G350-2APN-90 |
Ec | 230VAC | 3,500m³/h | 135 pa | 160W | 63dB | PN 전기식·기존 제품 대체용 |
FG3G350-48PL-90 |
Ec | 48VDC | 3,500m³/h | 135 pa | 160W | 63dB | DC 전원 공급·특수 응용 분야 |
선택 참고 사항: PL 및 PN은 속도 제어 신호의 극성이 다릅니다. 반대로 배선하면 제어 신호와 관계없이 팬이 최소 속도로 작동합니다. 주문 전에 DDC 출력 유형을 반드시 확인하십시오.
AHU 공기 흐름 감소 문제를 해결하고 계신가요? 시스템과의 일치 여부를 검증하기 위해 FG3G350-2APL-90의 전체 PQ 곡선 데이터가 필요하신가요? 당사 애플리케이션 엔지니어링 팀에 문의해 주세요: [email protected]aHU 섹션 구성 및 저항 추정치를 보내주시면, 저희가 PQ 매칭을 수행해 드립니다.
