SNI의 바람과 팬 이야기(1)
- 작성자SN Innovation
- 작성일2022-02-10
본문
1. 자연과 바람 그리고 인간
우리가 사는 세상 자연에 바람이 없다면 어떨까요?
살랑살랑 부는 바람에 나부끼는 잎과 하늘의 구름이 흐르는 모습은 우선
우리를 가장 자연스러운 정서와 가장 자연스러운 안정감을 느끼게 해 주지
요. 공기를 들이마시며 숨을 쉬는 인간은 바람이 있어 코와 피부로 숨을
쉬며 평안해집니다. 바람이 없는 자연은 부자연스러운 것입니다.
2. 바람은 무엇일까요?
지구 자연의 대기 속 공기의 온도 차이로 인해 끊임없이 이동하는 공기의
흐름이 곧 바람입니다. 공기의 온도 차는 지구 대기 속으로 쏟아지는 태양열
을 받는 따뜻한 공기 바다나 계곡, 호수 근처에는 차가운 공기가 만들어지고
따뜻한 공기는 가벼워져 위로 올라가고 차가운 공기는 무거워 아래로 내려
오는 현상이 발생하는데 지구의 땅과 바다의 형상, 자전운동, 위치, 위도 등
복합적인 원인으로 인하여 더욱 복잡한 움직임이 발생하지요. 그래서 바람에
는 아주 부드러운 산들바람부터 아주 강한 태풍, 토네이도 회오리바람까지
다양합니다.
3. 좋은 바람 나쁜 바람
바람에도 질이 있습니다. 특히 사람이나 동식물에 끼치는 바람의 역할은 참
으로 크고 다양합니다. 자연에서 불어오는 초속 1~2.5m 정도의 깨끗한
바람이 사람에게는 가장 좋은 느낌과 청량감을 줍니다.
더욱이 온도는 섭씨 18도에서 24도, 습도는 50~60%면 더욱 쾌적하겠지요.
4. 바람의 역할은 무엇일까요?
바람의 역할은 참으로 다양합니다. 한곳에 정체되어 오염된 나쁜 공기를 내
보내거나 섞어주기도 하고 공간을 확대해 기압을 낮춤으로써 수분 증발을
하게 하기도하고 꽃가루나 열매를 날려 식물의 생식과 번식을 돕기도 하고
순풍은 배가 여행할 수 있도록 해주고 비행기 이륙과 순항을 돕습니다.
오래전부터 인류는 바람을 이용한 풍차를 발명하여 방아를 찧거나 펌프로
지하수를 품어 올리는 일을 하게도 하고 풍력 발전기를 돌려 전기를 생산
하게도 합니다. 한편, 강한 바람은 먼지를 일으키고 산불과 같은 화재를
일으키거나 번지게 하는가 하면 큰 파도를 일으키고 집을 날아가게 하기도
합니다. 바람을 타고 오가는 생명체로 인해 세상은 더 복잡미묘해지고 풍요로워지게 하는 역할도 있습니다.
하지만 뭐니 뭐니해도 더워서 땀이 날 때 체온의 증발 효과로 느끼는 시원함이죠.
5. 강제로 바람을 만드는 장치 - 부채와 팬(선풍기)
자연의 대류현상으로 만들어지는 바람을 강제로 만들 수가 있습니다.
즉, 정지되어있는 공기를 강제로 흔들어 일정한 방향으로 움직이게 하면
그게 바람이 됩니다. 손으로 흔드는 부채 같은 장치가 있고 전기 모터로 공기
가 한 방향으로 밀려 나가게 한 날개를 돌리면 바람이 됩니다.
이걸 선풍기라고 하는데 기계장치에 의한 인공바람이 되는 거지요. 선풍기를
빠르게 돌리면 강한 바람이 발생하고 천천히 돌리면 약한 바람이 됩니다.
선풍기는 형태에 따라 시원하게 하는 목적으로 쓰이지만 날개의 형태나 사용
용도에 따라 실내 공기를 내보내거나 빨아들이는 환기용 환풍기, 공기를 순환
시키는 공기 순환 팬 같은 다양한 형태의 팬이 있습니다.
6. 현대인들에게 필요한 바람과 환기는 왜 중요할까요?
인류는 원시시대 수렵 생활을 하면서부터 자연의 바람과 함께 살아왔고 신선한 공기에 익숙해 있습니다.
공기를 마시며 살아야 하는 인간은 공기가 정체되어 있으면 답답할 뿐만 아니라 오염되기 쉬워 건강에도 매우 해롭습니다.
실내일지라도 공기는 상하좌우로 순환되고 외부 공기가 들어오고 나가는 환기가 잘 되는 것이 좋습니다.
특히 현대에는 실내생활을 하는 동안 각종 전기·전자제품과 같은 기계, 향신료, 음식, 화학물질에 노출되어 있어
실내 공기의 순환과 환기를 통해 호흡하는 공기의 질을 좋게 유지하는 것이 더욱 중요해지고 있습니다.
오염된 공기는 피부병, 호흡기 질환, 면역력 저하, 스트레스 증가, 암 등을 유발하는 원인이 됩니다.
7. HVLS Fan의 등장
고용량 저속 (HVLS) 팬
은 직경이 7 피트(2.1 m) 이상인 기계식 팬입니다. HVLS 팬은 일부는 기둥에 장착되지만 일반적으로 천장 팬입니다.
HVLS 팬은 천천히 움직이며 낮은 회전 속도로 다량의 공기를 분배합니다. 따라서 "고용량, 저속"이라는 이름을 사용합니다.
1) 역사
1990 년대 후반, 리버 사이드 캘리포니아 대학의 William Fairbank 교수와 Walter K. Boyd는 처음에는 대용량, 대구경 (HVLD) 팬이라는
새로운 유형의 순환 팬을 발명하고 특허등록을 했습니다.
[6] 이 유형의 팬은 원래 농업용으로 개발되었으므로 초기 연구에서는 유제품 생산을 위한 HVLS 팬의 효과에 중점을 두었습니다.
2) 원리
HVLS 팬은 시원한 움직이는 공기가 수분이 포화된 몸을 둘러싼 경계층을 파괴하고 증발을 가속해 냉각 효과를 발생시키는 원리로 작동합니다.
천장 선풍기가 돌아갈 때 공기 기둥을 생성합니다.
이 공기 기둥은 아래로 내려와 바닥을 따라 퍼져나갑니다.
수평 플로어 제트라고 하는 이 수평 이동 공기의 깊은 벽은 팬의 직경 크기와 관련이 있으며 팬의 속도와는 상대적으로 낮은 관계에 있습니다.
바닥 제트가 잠재적 크기에 도달하면 옆벽이나 다른 수직면을 만날 때까지 바깥쪽으로 이동합니다.
이상적인 조건에서 직경 8피트(2.4m)의 팬은 바닥에서 깊이 크기 약 36 인치(910mm)의 수평 플로어 제트를 생산합니다.
24 피트(7.3m) 지름의 팬은 깊이가 108인치(2,700mm) 인 바닥 제트를 생산하여 바닥에서 암소나 서 있는 사람의 키보다 큰 높이입니다.
상업용 HVLS 팬은 직경, 회전 속도 및 성능이 주거용 천장 팬과 다릅니다.
일부 팬은 공기를 움직이게 하는 현대의 블레이드를 사용하지만, 항공기 날개와 같은 에어포일(Airfoil)을
사용하는 것과 같이 더 효율적인 방법도 사용되고 있습니다.
3) 효과
공기 움직임은 쾌적함에 큰 영향을 줄 수 있습니다.
추운 환경에서의 냉기바람은 유해하지만 중간 내지 따뜻한 환경에서의 공기 이동은 유익한 것으로 간주됩니다.
이는 보통 섭씨 약 74°F 이상의 공기 온도 조건에서 신체가 일정한 내부 온도를 유지하기 위해 열을 잃을 필요가 있기 때문입니다.
객실을 냉방하는 에어컨과는 달리 팬은 사람들을 식혀줍니다.
천장 선풍기는 사람의 높이 수준에서 공기 속도를 증가시키므로 공간보다 점유자를 냉각시키는 보다 효율적인 열 방출을 촉진합니다.
공기 속도가 상승하면 대류 및 증발 열 손실 속도가 빨라 공기의 건구 온도 변화 없이 승무원의 시원함을 느낄 수 있습니다.
뜨거운 공기는 차가운 공기보다 밀도가 낮으므로 뜨거운 공기가 자연스럽게 대류라는 과정을 통해 천장 높이로 상승합니다.
일정한 온도 형태의 공기층에서 바닥 면이 가장 차가우며 천장 면이 가장 따뜻합니다. 이를 성층화라고 합니다.
성층화된 공간에서 공기를 혼합하는 가장 효과적인 방법은 뜨거운 공기를 사람의 높이 수준까지 밀어내는 것입니다.
이를 통해 건물 벽과 지붕을 통한 열 손실에 의한 건물 에너지 소비를 줄이면서 공간의 공기를 완전히 혼합 할 수 있습니다.
저항을 발생시키지 않으려면 팬을 천천히 움직여 사람높이 수준의 공기 속도가 분당 40피트 (12m/분)를 초과하지 않아야 합니다.
우리가 사는 세상 자연에 바람이 없다면 어떨까요?
살랑살랑 부는 바람에 나부끼는 잎과 하늘의 구름이 흐르는 모습은 우선
우리를 가장 자연스러운 정서와 가장 자연스러운 안정감을 느끼게 해 주지
요. 공기를 들이마시며 숨을 쉬는 인간은 바람이 있어 코와 피부로 숨을
쉬며 평안해집니다. 바람이 없는 자연은 부자연스러운 것입니다.
2. 바람은 무엇일까요?
지구 자연의 대기 속 공기의 온도 차이로 인해 끊임없이 이동하는 공기의
흐름이 곧 바람입니다. 공기의 온도 차는 지구 대기 속으로 쏟아지는 태양열
을 받는 따뜻한 공기 바다나 계곡, 호수 근처에는 차가운 공기가 만들어지고
따뜻한 공기는 가벼워져 위로 올라가고 차가운 공기는 무거워 아래로 내려
오는 현상이 발생하는데 지구의 땅과 바다의 형상, 자전운동, 위치, 위도 등
복합적인 원인으로 인하여 더욱 복잡한 움직임이 발생하지요. 그래서 바람에
는 아주 부드러운 산들바람부터 아주 강한 태풍, 토네이도 회오리바람까지
다양합니다.
3. 좋은 바람 나쁜 바람
바람에도 질이 있습니다. 특히 사람이나 동식물에 끼치는 바람의 역할은 참
으로 크고 다양합니다. 자연에서 불어오는 초속 1~2.5m 정도의 깨끗한
바람이 사람에게는 가장 좋은 느낌과 청량감을 줍니다.
더욱이 온도는 섭씨 18도에서 24도, 습도는 50~60%면 더욱 쾌적하겠지요.
4. 바람의 역할은 무엇일까요?
바람의 역할은 참으로 다양합니다. 한곳에 정체되어 오염된 나쁜 공기를 내
보내거나 섞어주기도 하고 공간을 확대해 기압을 낮춤으로써 수분 증발을
하게 하기도하고 꽃가루나 열매를 날려 식물의 생식과 번식을 돕기도 하고
순풍은 배가 여행할 수 있도록 해주고 비행기 이륙과 순항을 돕습니다.
오래전부터 인류는 바람을 이용한 풍차를 발명하여 방아를 찧거나 펌프로
지하수를 품어 올리는 일을 하게도 하고 풍력 발전기를 돌려 전기를 생산
하게도 합니다. 한편, 강한 바람은 먼지를 일으키고 산불과 같은 화재를
일으키거나 번지게 하는가 하면 큰 파도를 일으키고 집을 날아가게 하기도
합니다. 바람을 타고 오가는 생명체로 인해 세상은 더 복잡미묘해지고 풍요로워지게 하는 역할도 있습니다.
하지만 뭐니 뭐니해도 더워서 땀이 날 때 체온의 증발 효과로 느끼는 시원함이죠.
5. 강제로 바람을 만드는 장치 - 부채와 팬(선풍기)
자연의 대류현상으로 만들어지는 바람을 강제로 만들 수가 있습니다.
즉, 정지되어있는 공기를 강제로 흔들어 일정한 방향으로 움직이게 하면
그게 바람이 됩니다. 손으로 흔드는 부채 같은 장치가 있고 전기 모터로 공기
가 한 방향으로 밀려 나가게 한 날개를 돌리면 바람이 됩니다.
이걸 선풍기라고 하는데 기계장치에 의한 인공바람이 되는 거지요. 선풍기를
빠르게 돌리면 강한 바람이 발생하고 천천히 돌리면 약한 바람이 됩니다.
선풍기는 형태에 따라 시원하게 하는 목적으로 쓰이지만 날개의 형태나 사용
용도에 따라 실내 공기를 내보내거나 빨아들이는 환기용 환풍기, 공기를 순환
시키는 공기 순환 팬 같은 다양한 형태의 팬이 있습니다.
6. 현대인들에게 필요한 바람과 환기는 왜 중요할까요?
인류는 원시시대 수렵 생활을 하면서부터 자연의 바람과 함께 살아왔고 신선한 공기에 익숙해 있습니다.
공기를 마시며 살아야 하는 인간은 공기가 정체되어 있으면 답답할 뿐만 아니라 오염되기 쉬워 건강에도 매우 해롭습니다.
실내일지라도 공기는 상하좌우로 순환되고 외부 공기가 들어오고 나가는 환기가 잘 되는 것이 좋습니다.
특히 현대에는 실내생활을 하는 동안 각종 전기·전자제품과 같은 기계, 향신료, 음식, 화학물질에 노출되어 있어
실내 공기의 순환과 환기를 통해 호흡하는 공기의 질을 좋게 유지하는 것이 더욱 중요해지고 있습니다.
오염된 공기는 피부병, 호흡기 질환, 면역력 저하, 스트레스 증가, 암 등을 유발하는 원인이 됩니다.
7. HVLS Fan의 등장
고용량 저속 (HVLS) 팬
은 직경이 7 피트(2.1 m) 이상인 기계식 팬입니다. HVLS 팬은 일부는 기둥에 장착되지만 일반적으로 천장 팬입니다.
HVLS 팬은 천천히 움직이며 낮은 회전 속도로 다량의 공기를 분배합니다. 따라서 "고용량, 저속"이라는 이름을 사용합니다.
1) 역사
1990 년대 후반, 리버 사이드 캘리포니아 대학의 William Fairbank 교수와 Walter K. Boyd는 처음에는 대용량, 대구경 (HVLD) 팬이라는
새로운 유형의 순환 팬을 발명하고 특허등록을 했습니다.
[6] 이 유형의 팬은 원래 농업용으로 개발되었으므로 초기 연구에서는 유제품 생산을 위한 HVLS 팬의 효과에 중점을 두었습니다.
2) 원리
HVLS 팬은 시원한 움직이는 공기가 수분이 포화된 몸을 둘러싼 경계층을 파괴하고 증발을 가속해 냉각 효과를 발생시키는 원리로 작동합니다.
천장 선풍기가 돌아갈 때 공기 기둥을 생성합니다.
이 공기 기둥은 아래로 내려와 바닥을 따라 퍼져나갑니다.
수평 플로어 제트라고 하는 이 수평 이동 공기의 깊은 벽은 팬의 직경 크기와 관련이 있으며 팬의 속도와는 상대적으로 낮은 관계에 있습니다.
바닥 제트가 잠재적 크기에 도달하면 옆벽이나 다른 수직면을 만날 때까지 바깥쪽으로 이동합니다.
이상적인 조건에서 직경 8피트(2.4m)의 팬은 바닥에서 깊이 크기 약 36 인치(910mm)의 수평 플로어 제트를 생산합니다.
24 피트(7.3m) 지름의 팬은 깊이가 108인치(2,700mm) 인 바닥 제트를 생산하여 바닥에서 암소나 서 있는 사람의 키보다 큰 높이입니다.
상업용 HVLS 팬은 직경, 회전 속도 및 성능이 주거용 천장 팬과 다릅니다.
일부 팬은 공기를 움직이게 하는 현대의 블레이드를 사용하지만, 항공기 날개와 같은 에어포일(Airfoil)을
사용하는 것과 같이 더 효율적인 방법도 사용되고 있습니다.
3) 효과
공기 움직임은 쾌적함에 큰 영향을 줄 수 있습니다.
추운 환경에서의 냉기바람은 유해하지만 중간 내지 따뜻한 환경에서의 공기 이동은 유익한 것으로 간주됩니다.
이는 보통 섭씨 약 74°F 이상의 공기 온도 조건에서 신체가 일정한 내부 온도를 유지하기 위해 열을 잃을 필요가 있기 때문입니다.
객실을 냉방하는 에어컨과는 달리 팬은 사람들을 식혀줍니다.
천장 선풍기는 사람의 높이 수준에서 공기 속도를 증가시키므로 공간보다 점유자를 냉각시키는 보다 효율적인 열 방출을 촉진합니다.
공기 속도가 상승하면 대류 및 증발 열 손실 속도가 빨라 공기의 건구 온도 변화 없이 승무원의 시원함을 느낄 수 있습니다.
뜨거운 공기는 차가운 공기보다 밀도가 낮으므로 뜨거운 공기가 자연스럽게 대류라는 과정을 통해 천장 높이로 상승합니다.
일정한 온도 형태의 공기층에서 바닥 면이 가장 차가우며 천장 면이 가장 따뜻합니다. 이를 성층화라고 합니다.
성층화된 공간에서 공기를 혼합하는 가장 효과적인 방법은 뜨거운 공기를 사람의 높이 수준까지 밀어내는 것입니다.
이를 통해 건물 벽과 지붕을 통한 열 손실에 의한 건물 에너지 소비를 줄이면서 공간의 공기를 완전히 혼합 할 수 있습니다.
저항을 발생시키지 않으려면 팬을 천천히 움직여 사람높이 수준의 공기 속도가 분당 40피트 (12m/분)를 초과하지 않아야 합니다.
