배기 팬 밸런싱이 중요한 이유

배기 팬의 불균형은 진동, 소음, 에너지 손실, 그리고 조기 부품 마모로 이어집니다. 주거용 건물, 상업용 HVAC 시스템, 산업용 환기 시스템 등에서 지속적으로 또는 부하가 걸리는 모든 팬의 경우, 동적 밸런싱 신뢰성, 성능, 안전성에 필수적입니다.

팬 불균형의 결과

미세한 질량 분포 비대칭도 작동 속도에서 상당한 원심력을 발생시킬 수 있습니다. 이러한 힘은 다음과 같은 결과를 초래합니다.

• 과도한 진동: 불균형은 베어링, 지지대 및 덕트 연결부에 스트레스를 가하는 동적 하중을 생성합니다.
• 소음 방출: 임펠러에서 주기적으로 나는 소음은 회전의 불균형을 나타내며, 종종 더 심각한 기계적 문제가 가려져 있습니다.
• 베어링 및 샤프트 저하: 진동 에너지는 베어링의 수명을 단축시키고 샤프트의 정렬 불량이나 피로를 유발할 수 있습니다.
• 비효율적인 공기 흐름: 흔들리는 임펠러는 흐름의 대칭성을 방해하여 압력을 감소시키고 전력 소모를 증가시킵니다.

불균형의 원인은 무엇인가?

불균형은 공장 공차, 부적절한 조립 또는 현장 마모로 인해 발생할 수 있습니다. 먼지 축적, 블레이드 부식, 용접 불량, 또는 운송 중 사소한 변형조차도 질량 분포에 영향을 줄 수 있습니다. 옥상용 선풍기의 경우, 날씨 노출은 이러한 요인들을 악화시킵니다. 풀리 정렬 불량이나 플렉시블 마운트는 증상을 악화시킬 수 있지만 근본 원인은 아닙니다.

밸런싱이 필요한 팬 유형

모든 회전 팬 어셈블리는 수명 주기 동안 균형 조정이 필요할 수 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

• 길고 가벼운 블레이드가 있는 축류 배기 팬
• HVAC 및 산업 현장에서 사용되는 후방 곡선형 원심 팬
• 고압 또는 가변 속도 응용 분야의 혼합 흐름 팬
• 오염된 공기나 미립자가 포함된 공기를 위한 방사형 블레이드 팬

각 유형마다 접근 과제와 진동 패턴이 다르므로 적절한 측정 위치 지정과 균형 평면 구성이 필요합니다.

얼마나 자주 균형을 맞춰야 하나요?

밸런싱 간격은 작동 시간과 환경에 따라 달라집니다. 상업용 HVAC의 경우 매년 점검하면 충분할 수 있습니다. 산업용 또는 부식성 시스템의 경우 분기별로 진동 모니터링을 실시해야 합니다. 진동 속도가 4.5mm/s를 초과하거나, 공기 흐름이 감소하거나, 예상치 못한 소음이 발생하는 경우 재밸런싱을 권장합니다.

단계별 팬 밸런싱 절차

1. 센서 설치 및 설정: 진동 센서를 회전축에 수직으로 각 베어링 하우징에 하나씩 장착합니다. 레이저 타코미터는 자석 받침대를 사용하여 고정하고 로터의 반사 테이프를 향하게 합니다. 모든 센서를 Balanset-1A 장치에 연결하고, 장치를 USB를 통해 노트북에 연결합니다.
2. 초기 측정: Balanset-1A 소프트웨어를 실행하세요. "Two-plane Balancing" 모드를 선택하고 팬의 이름과 위치를 입력하세요. 팬을 작동 속도로 작동시키고 두 평면의 초기 진동을 측정하세요. 이를 통해 각 센서의 기준 진폭 및 위상 값을 얻을 수 있습니다.
3. 시험 중량 절차: 질량을 알고 있는 시험용 추를 첫 번째 평면(첫 번째 센서가 장착된 면)에 부착합니다. 로터를 작동시키고 진동 수준을 다시 기록합니다. 진동 진폭 또는 위상이 최소 20%만큼 변했는지 확인합니다. 이는 추의 영향이 시스템에 제대로 작용하고 있음을 의미합니다.
4. 두 번째 비행기 테스트: 동일한 시험 추를 두 번째 평면으로 옮기고 진동을 다시 측정합니다. 이제 시스템은 두 평면 모두에서 영향 계수를 계산하고 불균형을 보정할 수 있는 충분한 데이터를 확보했습니다.
5. 보정 계산: 소프트웨어는 시험 결과와 저장된 영향 계수를 기반으로 각 평면에 필요한 보정 질량과 각도를 자동으로 계산합니다. 각도는 회전 방향의 시험 중량 위치를 기준으로 합니다.
6. 보정 무게 설치: 시험 중량을 제거하십시오. 계산된 보정 중량을 규정된 반경과 각도에 정확하게 측정하여 설치하십시오. 회전 속도와 환경에 적합한 용접, 볼트 체결 또는 기타 방법을 사용하여 단단히 고정하십시오.
7. 최종 검증: 로터를 재시동하고 새로운 진동 테스트를 수행하십시오. 소프트웨어에 잔류 진동 수준이 표시됩니다. 필요한 경우 미세 조정용 추를 추가할 수 있습니다. 진동 값이 ISO 1940 허용 오차 범위 내에 있으면 밸런싱이 완료된 것으로 간주됩니다.

추천 도구: Balanset-1A

그리고 발란셋-1A 휴대용 밸런싱 시스템은 현장 로터 교정에 최적화되어 있습니다. 다음이 포함됩니다.

• 측정 범위: 0.02~80mm/s(진동 속도)
• 주파수 범위: 5~550Hz
• RPM 범위: 100~100,000
• 위상 정확도: ±1°
• FFT 스펙트럼 분석 및 ISO 1940 준수

모든 데이터는 보관되므로 영향 계수를 반복적으로 사용하고 장기 진단이 가능합니다. 이 시스템은 장비를 분해하거나 해체할 필요 없이 팬 자체 베어링에 직접 작동합니다.

현장 경험: 추운 날씨 속 옥상 균형 조정

최근 주거용 고층 건물에서 수행된 서비스 중, 영하 6°C의 환경에서 옥상 배기 팬의 균형을 맞추었습니다. 바람과 제한된 접근에도 불구하고, Balanset-1A는 빠른 설치와 정밀한 진단을 가능하게 했습니다. 그 결과, 진동 속도가 6.8mm/s에서 1.8mm/s 미만으로 감소하여 팬 효율이 회복되고 베어링 수명이 연장되었습니다.

임시 교정과 영구 교정

시험분동은 교정 시에만 사용합니다. 영구 교정에는 환경(예: 부식 위험)에 따라 강철, 알루미늄 또는 스테인리스 인서트를 사용합니다. 회전 중 질량 손실을 방지하기 위해 견고한 고정이 필수적입니다. 분할 질량 기법은 좁거나 접근하기 어려운 위치에서 균형을 맞추는 데 도움이 됩니다.

밀폐된 시설의 과제

덕트형 또는 천장 장착형 시스템에서는 임펠러 접근이 제한됩니다. 기술자는 접근 패널을 통해 작업하거나 긴 프로브 연장 케이블을 사용해야 할 수 있습니다. Balanset-1A의 소형 센서 헤드와 USB 인터페이스를 통해 팬이 작동하는 동안에도 원격 측정이 가능합니다.

밸런싱 후 모니터링

밸런싱 후 진동 기준을 설정합니다. 시간 경과에 따른 변화를 추적하여 예측 유지보수에 활용하세요. Balanset-1A 소프트웨어는 진동 차트와 스펙트럼을 저장하여 먼지 축적, 구조 변형, 베어링 성능 저하 등 손상을 유발하기 전에 새로운 문제를 파악하는 데 도움을 줍니다.

균형을 맞추지 않을 때

블레이드 균열, 샤프트 휘어짐, 베어링 유격, 마운트 느슨함 등 기계적 손상이 있는 로터에는 밸런싱을 수행하지 마십시오. 이러한 손상은 먼저 수리해야 합니다. 밸런싱은 질량 관련 문제만 해결하며, 구조적 결함은 해결하지 않습니다.

결론

균형 조정은 일회성 작업이 아닙니다. 순환 장비 유지 관리의 핵심 부분입니다. 다음과 같은 도구를 사용하면 발란셋-1A현장 기술자는 실제 환경에서 정밀하고 반복 가능한 로터 보정을 수행할 수 있습니다. 이를 통해 가동 중단 시간을 줄이고, 공기 질을 개선하며, 어떤 계절이나 환경에서도 안정적인 작동을 보장합니다. 중요 시스템의 경우, 밸런싱은 진동 제어뿐 아니라 가동 시간을 위한 투자입니다.