팬의 공기 흐름을 얘기할 때 팬에는 임펠러 면과 스트럿 면의 두 가지 면이 있습니다.
팬 블레이드가 있는 면이 임펠러 면입니다.
팬 모터와 레이블이 위치한 면이 스트럿 면입니다.
정방향 흐름 팬과 역방향 흐름 팬은 모두 공기를 지정된(하지만 반대되는) 한 방향으로 부는 반면, 양방향 흐름 팬은 공기를 어느 방향으로든 이동시킬 수 있습니다. 각각 흡기나 배기용으로 사용할 때의 장점이 있으며, 모터를 차갑게 작동시킬지 아니면 따듯하게 작동시킬지에 따라 모터가 위치해야 할 면이 달라집니다.
정방향 팬은 임펠러 쪽에서 공기를 빨아들여 스트럿 쪽으로 공기를 배출해서, 때때로 임펠러 흡기 팬(impeller intake fan)이라고도 불립니다:
역방향 공기 흐름 팬은 스트럿 쪽에서 공기를 빨아들여 임펠러 쪽으로 공기를 배출해서, 때때로 스트럿 흡기 팬(strut intake fan)이라고도 불립니다:
덜 흔하지만, 양방향 공기 흐름 팬은 공기를 양 방향으로 흐르게 할 수 있습니다:
양방향 팬의 제어 방법
이전에는, 설계자가 두 가지 다른 방향의 공기 흐름을 만들기 위해서는 두 개의 팬이 필요했습니다. 이러한 방식은 BOM(Bill Of Materials, 자재 명세서) 비용을 증가시켰고, 두 팬을 모두 수용할 설계 공간이 더 필요했으며, 더 많은 유지보수가 필요하고, 두 팬이 고장의 원인이 될 수 있어 제품 신뢰성도 떨어졌습니다. 이중 팬 설계의 이러한 결함을 극복하기 위해 방향과 속도 제어가 가능한 단일 팬이 매우 필요했었습니다. 최근 몇 년 동안 양방향 흐름 팬은 이러한 요구를 충족시키기 위해 설계되었습니다. 아래와 같이, PWM 속도 제어는 고정 주파수의 AC 사각파 신호를 팬에 공급하고 파형의 듀티 사이클을 변경하여 원하는 속도에 맞추는 방법입니다
주파수는 일반적으로 25kHz에 고정되어 있지만, 대부분의 제조업체들은 규격서에 명시된 주파수 범위를 허용합니다. 파형의 0 전압(LOW) 대비 양 전압(HIGH)의 지속 시간을 조절함으로써 팬의 속도를 0%에서 100%까지 제어할 수 있습니다. 이 0%에서 100%의 듀티 사이클을 원하는 방식으로 팬 속도 곡선에 맞출 수 있습니다. 하지만 일반적으로 사용자는 0%가 완전히 정지하거나 최소 RPM 상태를, 100%가 최대 속도로 동작하는 상태를 나타내기를 원합니다. 중요한 점은 0% 듀티 사이클은 PWM 제어선을 접지(0V) 하는 것과 같으며, 100% 듀티 사이클은 제어선을 양 전압의 HIGH 상태로 유지하는 것과 같다는 점입니다. 많은 제조업체들은 또한 “플로팅” PWM 입력 제어선을 연결하지 않으면, PWM 제어가 아닌 팬과 유사하게, 팬을 100% RPM으로 동작시키도록 설계하여, 다양한 응용 분야에서 유연하게 사용할 수 있습니다. 아래 그림에서 볼 수 있듯이, 양방향 팬은 PWM 듀티 사이클 곡선을 "순방향"과 “역방향” 영역으로 세분화함으로써 이 제어 체계를 확장하였습니다.
이 세분화는 좁아진 듀티 사이클 범위에서 여전히 속도 제어가 가능하며, 추가적인 제어선이나 회로 없이 공기 흐름의 방향을 제어할 수 있는 시스템을 만듭니다. 대부분의 경우, 사용자 장비의 간단한 펌웨어나 소프트웨어 변경만으로 산업 표준 제어 가정을 최소한으로 훼손하면서 방향을 제어할 수 있는 기능을 추가할 수 있습니다. 필요한 경우 팬이 0 RPM이 될 수 있도록 듀티 사이클 곡선에 넉넉한 “정지” 영역을 제공합니다.
양방향 흐름 팬의 응용 분야
양방향 흐름 팬은 일부 독특한 사용 사례가 가능한 특수한 설계입니다. 하지만 이러한 팬의 성능은 비대칭적이라는 점에 유의해야 합니다. 팬 날개가 최적화된 방식과 공기 흐름에 영향을 미치는 벤추리(venturi)의 공기역학 차이로 인해 순방향 흐름의 성능은 항상 역방향 흐름의 성능과 다릅니다. 이는 순방향 공기 유량 CFM과 정압이 역방향 흐름 사양과 다르다는 것을 의미합니다. 프레임 크기와 설계에 따라 변동량이 다르지만, 이러한 차이는 제품 규격서에 명시되어 있을 것입니다. 이러한 한계에도 불구하고, 양방향 흐름 팬이 독특한 문제에 대해 완벽한 해결책이 되는 경우가 있습니다. 다음은 그러한 응용 사례입니다:
- 야외용으로 사용되는 팬은 일반적으로 한 방향으로 공기를 흡입하지만, 주기적인 역방향 흐름은 공기 통로가 벌레나 기타 주변 쓰레기로 막히지 않도록 하는 데 도움을 줍니다. 이를 통해 비용이 많이 드는 유지 보수를 위한 방문을 줄일 수 있습니다. 이를 통해 비용이 많이 드는 외딴 곳의 유지 보수 방문을 줄일 수 있습니다.
- 계절에 따른 환경 변화로 공기를 흡입하거나 배출해야 하는 공기 흐름이 달라져야 하는 장비에 사용되는 팬.
- 공기 흐름 모니터링 센서의 정상적인 동작을 확인하기 위해 "작동 검증(confidence check)"이 필요한 환경.
- 공기 흐름 경로를 동적으로 제어할 필요가 있으며, 대형 공기 흐름 체크 밸브를 통합시키기 어렵거나 불가능한 응용 분야.
- 건축 법규 준수를 위해 외부 공기를 주기적인 흡입할 필요가 있는 HVAC 응용 분야.
기타 응용 분야로는 자판기, 냉장 진열대, 조명이 있습니다. 대부분의 경우, 양방향 흐름 기능은 타코미터 및 알람 모니터링과 같은 다른 기능과 결합되어 종합적인 제어 시스템을 구성할 수 있습니다.
참고 자료:
출처 - Orion Fans - Reversible Flow Fans
여기를 클릭하여 디지키의 모든 팬 및 팬 부속품을 확인하십시오
팬 유형 선택 방법(축, 원심 및 송풍기)
팬 선택 및 응용 가이드
팬 소음의 원인
팬 유형 설명
Orion Fans의 전선 색상 코드 및 특수 기능
영문 원본: Standard Flow, Reverse Flow, & Reversible Air Flow Fans