공조기(AHU)에서의 소음 문제는 단순한 기계 진동이 아니라 공기 유동 특성과 풍량 밸런스의 문제에서 비롯되는 경우가 많다. 특히 풍량이 설계값을 초과하거나, 덕트 및 소음기에서 공기 유속이 과도할 경우, 공기 마찰음·충돌음·공명소음이 발생하여 실내 쾌적성을 저하시키는 대표적인 기계설비 하자 중 하나이다.
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1. 하자내용
공조기 가동 시 풍량이 과다하여 소음이 크게 발생하고, 일부 구간에서는 송풍구 및 덕트 내에서 공진음이 증폭되어 실내로 전달되는 현상이 나타난다. 특히 야간 운전 시 실내 소음 기준(45dB 이하)을 초과하는 사례가 빈번하게 보고되고 있다.
- 공조기 토출측 풍량 과다로 인한 송풍 소음 증가
- 소음기 및 덕트 내 유속이 10m/s 이상으로 과도하게 상승
- 풍량 밸런스 불균형으로 인한 일부 존의 과냉·과열 현상 동반
- 팬 정격풍량 초과 운전으로 모터 진동 및 베어링 소음 유발
2. 원인 및 문제점
풍량 과다는 주로 설계 단계의 정압 계산 오류, 댐퍼 개방 불균형, 팬 속도제어 불량(VFD 설정 오류) 등에서 기인한다. 공기 유속이 과도하면 마찰손실이 커지고, 소음레벨은 로그함수적으로 증가하며, 소음기나 덕트의 기능 저하로 이어집니다. 또한 풍량이 많아질수록 팬 효율곡선이 벗어나면서 진동과 소음이 함께 증폭된다.
- 설계 단계 문제: 정압 손실 계산 미흡, 소음기 용량 부족
- 시공 단계 문제: 댐퍼 밸런싱 미실시 또는 개방각 불균일
- 운전 제어 문제: 인버터(VFD) 제어값 과대 설정 및 회전수 초과 운전
- 유량 조정 미비: 덕트 분기부 풍량 불균형으로 전체 정압 상승
3. 대책 및 해결방안
1. 풍량 제어 및 밸런싱
- 댐퍼 밸런싱을 통해 각 존의 풍량을 설계 기준 ±5% 이내로 조정
- 풍량 측정장비(피토관, 풍속센서)를 활용한 정량적 조정
- VFD(인버터) 제어를 이용해 팬 회전수를 70~90% 수준으로 조절
2. 소음기 및 덕트 개선
- 유속을 7~9 m/s 이하로 제한하여 소음기 성능을 확보
- 덕트 내 마찰손실을 줄이기 위해 직관화 및 급곡부 완화
- 토출측에 추가 소음기(Silencer) 또는 디퓨저(확산기) 설치
3. 구조적 소음 저감
- 공조기 기초부에 방진스프링 및 패드 적용으로 구조 전달음 차단
- 덕트 연결부에 플렉시블 조인트 설치로 진동 전이 방지
- 기계실 내부에 흡음패널 또는 차음벽 보강
4. 개선 효과 및 점검 항목
| 개선항목 | 조치 내용 | 기대효과 |
|---|---|---|
| 풍량 조정 | 댐퍼 밸런싱 및 VFD 속도 제어 | 소음 5~10dB 저감 |
| 덕트 개선 | 곡부 완화, 유속 제한 | 공진음 제거 및 효율 향상 |
| 방진·차음 보강 | 방진마운트, 흡음패널 설치 | 진동전달 차단 |
5. 결론
공조기 소음은 단순히 기계의 문제로 보기보다, 풍량 제어와 유속 관리의 문제로 접근해야 한다. 풍량 과다는 소음, 에너지 낭비, 열교환 효율 저하 등 복합적인 문제를 일으키므로, 설계·시공·운전 단계 모두에서 정밀한 밸런싱과 제어가 필수적이다. 특히 인버터 제어 시스템을 활용하여 부하에 따른 실시간 풍량조절을 수행하면 소음 저감과 에너지 절감 효과를 동시에 얻을 수 있다.
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