2015년도 고속도로 설계실무자료집

7-1 슬 림 형 제 트 팬 효 율 기 준 개 선

7-2 양 호 한 암 반 구 간 (P-3)에 서 의 터 널 하 반 록 볼 트 적 정 성 검 토

7-3 고 속 도 로 터 널 공 법 (Ex-TM) 수 립 (안 )

7-4 터 널 내 구 조 물 이 음 최 적 화 방 안

7-5 터 널 공 사 용 갱 문 설 계 기 준 개 선

7-6 터 널 환 기 시 설 운 영 기 준 개 선

터널공 07

 

터널공 ❙ 379

터널공

71

터 널 공

슬림형 제트팬 효율기준 개선 시설처-1289

(2015.04.30)

1 개선목적

□ 터널 제트팬 내구성 강화를 위해 효율기준 강화적용 필요

* 현행기준 적용시 동절기 혹한 조건에서 과부하 발생 우려

□ 제트팬 규격별 효율을 명확화하여 품질수준 향상 유도

* 규격별 동일효율 일괄적용 → 규격별 특성반영 적용

2 현 기준

□ 효율기준

구 분 1,250형 1,400형 1,530형 비 고

FEG*

(효율등급)

63 이상

등급표기제로

국제 공용규격

※ FEG(Fan Efficiency Grade)

o 제정기관 : AMCA (The Air Movement and Control Association International)

산업용, 상용용, 가정용으로 사용되는 공기시스템 관련 비영리 국제협회

o 도입의의 : 팬 효율을 국제 공용규격으로 표준화하여 측정한 결과로

품질수준을 인증하는 방법

o 등급표시 선도

FEG 63

전압효율 59.7%

전압효율1) 63.1%

1) 전압효율 : 팬에 필요한 이론동력과 실제 모터축에 가해되는 동력과의 차이 (이론동력 ÷ 축동력)

380 ❙ 터널공

3 문제점

□ 현행 제트팬 효율기준 적용시 사용 최저온도(-18℃)에서 용량 초과로

인한 수명단축 발생 우려

☞ 낮은 온도일수록 공기밀도가 높아져 필요 축동력 증가

□ 또한, 효율등급 표시제(FEG)는 등급간 전압효율 범위가 넓어 제트팬에

필요한 세부적 품질차이 구분 곤란

☞ 효율이 다소 낮은 제품과 다소 높음 제품이 동일 등급으로 분류

구 분 FEG63 FEG67 ∙∙∙ FEG75 FEG80 ∙∙∙

전압효율 범위

(임페라 1016mm이상)

59.7～63.1% 63.2～66.8% ∙∙∙ 70.9～75% 75.1～79.4% ∙∙∙

4 개선방안

□ 개선방향

o 제트팬 사용온도 범위(-18~40℃)에서 안정적 성능발휘와 내구년한

증대를 위해 효율기준 강화 : FEG63이상 → FEG80이상

o 제트팬 특성을 반영한 전압효율 기준방식 추가 적용

: FEG등급 기준 → 규격별 전압효율 기준 (해당 FEG등급 기준)

□ 개선(안)

구 분

효 율

비 고

기 존 개 선

1,250형

FEG63 이상

전압효율 76% 이상

(FEG80 이상)

1,400형

전압효율 77.4% 이상

(FEG80 이상)

1,530형

전압효율 75.7% 이상

(FEG80 이상)

※ 규격별 전압효율 차이는 제트팬 제작시 상용화된 모터규격 적용에 기인함

터널공 ❙ 381

터널공

5 적용계획

□ 신규 설계 노선 : 반영

□ 공사중인 노선 : 제작 공급원 승인 전 등 적용가능할 경우 적용

붙 임 1. 효율 계산서 1부

2. 제트팬 시방 사양서(변경분) 1부. 끝.

382 ❙ 터널공

[붙임 #1]

슬림형 제트팬 효율 계산서

1. 효율 관련식

가. 제트팬 전압효율 ()

  



×  축동력

이론공기동력 × 

나. 제트팬 출력 [이론 공기동력] ( 



)

제트팬에 필요한 이론적 일량

   ×  ×

- 는 1.0적용(비압축 유동). 따라서    × 

-  = 제트팬 풍량

-  = 제트팬 전압

다. 제트팬 입력 [축동력] ( )

제트팬 축에 공급되는 기계적 동력

라. 온도별 공기 밀도 계산식

   × 





-  = 임의 온도에서의 공기 밀도

-  = 273.15K(0℃)에서의 공기 밀도 (1.293kg/㎥)

-  = 273.15K(0℃)

-  = 임의 온도(절대온도)

구 분 255.15(K)/-18℃ 273.15(K)/0℃ 293.15(K)/20℃

공기밀도 1.384 1.293 1.204

비 고 - 상온(20℃)과 최저 사용온도(-18℃)의 밀도차는 1.149배가 발생

※ 1.384 / 1.204 = 1.149배

터널공 ❙ 383

터널공

2. 동력계산

가. 제트팬 규격별 이론 공기동력 계산 ( 



)

1) 규격별 풍량 및 전압

구 분 1,030형 1,250형 1,400형 1,530형

풍 량   25 m3/s이상 36.8 m3/s이상 46.2 m3/s이상 55 m3/s이상

전 압   55 mmAq이상 55 mmAq이상 55 mmAq이상 55 mmAq이상

2) 계산결과 (   ×   

  × 

 )

구 분 1,030형 1,250형 1,400형 1,530형

이론 공기동력 13.48 kW 19.84 kW 24.91 kW이상 29.66 kW

나. 제트팬 규격별 축동력 계산 ( )

1) 사용최저온도(-18℃)에서 제트팬 축동력

구 분 ∅1,030 ∅1,250 ∅1,400 ∅1,530

축동력 22 kW 30 kW 37 kW 45 kW

2) 상온(20℃)에서 제트팬 축동력( 표준상태와의밀도차  ℃축동력  

 )

구 분 ∅1,030 ∅1,250 ∅1,400 ∅1,530

-18℃ 축동력 22 kW 30 kW 37 kW 45 kW

밀도차 1.149 1.149 1.149 1.149

20℃ 축동력 19.15 kW 26.11 kW 32.20 kW 39.17 kW

※ -18℃: 최저 사용온도(공기밀도 최대), 20℃: 송풍기 성능표시 표준상태

다. 제트팬 규격별 필요 전압효율 계산 ()

1) 전압효율 ( 축동력

이론공기동력  



  ≒ )

구 분 ∅1,030 ∅1,250 ∅1,400 ∅1,530

이론공기동력(



) 13.48 kW 19.84 kW 24.91 kW 29.66 kW

축동력( ) 19.15 kW 26.11 kW 32.20 kW 39.17 kW

전압효율(%) 70.4% 이상 76% 이상 77.4% 이상 75.7% 이상

FEG(효율등급) 71 이상 80 이상 80 이상 80 이상

※ ∅1,030형은 기존 터널 교체시 등 제한적으로 활용가능

384 ❙ 터널공

[붙임 #2]

슬림형 제트팬 시방 사양서(변경)

구 분 1,250형 1,400형 1,530형

제

트

팬

형식 천정부착 횡형 슬림형 제트팬

규격

내경 ∅1,250[절대준수] ∅1,400[절대준수] ∅1,530[절대준수]

외경 ∅1,450[절대준수] ∅1,600[절대준수] ∅1,750[절대준수]

토출풍속 (m/s)

정회전 30이상[절대준수] 30이상[절대준수] 30이상[절대준수]

역회전 18이상 18이상 18이상

풍 량 (m3/s)

정회전 36.8이상 46.2이상 55이상

역회전 22이상 28이상 33이상

전압(Pa)

[mmAq]

정회전 540[55]이상 [절대준수]

역회전 197[20]이상

회전수(rpm), 동기 1,800 1,200 1,200

사용온도(℃) -18 ~ +40 -18 ~ +40 -18 ~ +40

효 율 * (20℃기준)

전압효율 76% 이상

(FEG80 이상)

전압효율 77.4% 이상

(FEG80 이상)

전압효율 75.7% 이상

(FEG80 이상)

모

터

동력(kW) 30 37 45

모터 절연계급 H종 [절대준수]

전 원(PH/V/Hz) 3 / 380 / 60

중

량

본체, 소음기, 모터(kg) 1,200kg 이내 1,700kg 이내 2,000kg 이내

브라켓, 턴버클, 기타(kg) 220kg 이내 250kg 이내 250kg 이내

총 중량(kg) 1,420kg 이내 1,950kg 이내 2,250kg 이내

소 음 (dB(A)) 95이하 (팬과 이격거리 각방향 1.5m이내)

제트팬 총 길이(mm) 3,600이상~3,960이하 4,400이상~4,840이하 4,600이상~5,060이하

재

질

케이싱, 인넷콘,

사이렌서,흡입 벨마우스

STS304

임펠러 허브 AC4C-T6 또는 STS304

블레이드 AC4C-T6

앙카, 브라켓 STS 304

턴버클 압력배관용 탄소강관(SPPS38) + SM45C 단조강

제트팬 내열온도 화재시 250℃에서 60분 이상 운전 가능할 것 [절대준수]

주의사항 제트팬은 제작사에 따라 규격이 변경될 수 있으나 절대조건은 준수 할 것

* (FEG00 이상) 표시는 전압효율에 해당하는 FEG등급을 의미함