CAV 대 VAV 논쟁은 거의 모든 환기 설계에서 제기되지만, 대개 평가 기준이 어긋난 채 진행됩니다. 정풍량은 변풍량의 구식 버전이 아닙니다. 하나는 정해진 공기량을 보장하도록 만들어졌고, 다른 하나는 변하는 수요를 따라가도록 만들어졌습니다. 실무에서 답해야 할 질문은 더 좁습니다. 이 구역에 고정 풍량이 강제되는가, 재실 인원이나 오염 부하가 크게 흔들리는가, 그리고 제어 계통이 단말 수요를 합산해 팬까지 전달할 수 있는가.
하나의 차이가 나머지 전부를 설명한다
**CAV(정풍량)**는 각 실에 공급되는 풍량을 고정합니다. 덕트망의 다른 곳에서 풍량이 변해 압력이 움직이면 CAV 댐퍼가 개도를 바꿔 목표 풍량을 설정값으로 되돌립니다. 방에 몇 명이 있는지는 상관하지 않습니다. 시간당 몇 세제곱미터가 들어가는지를 보장합니다.
**VAV(변풍량)**는 수요를 따라갑니다. CO₂/TVOC 센서가 단말 컨트롤러에 신호를 보내고, 컨트롤러가 댐퍼를 열거나 닫습니다. 공기질이 나빠지면 풍량을 늘리고, 기준을 만족하면 줄입니다. 시스템은 그 순간 방이 필요로 하는 양을 전달합니다.
아래의 비용, 에너지, 유지보수 결론은 모두 이 설계 의도 하나에서 나옵니다.
정풍량(CAV): 장점과 대가
CAV가 힘을 발휘하는 곳
- 제어가 단순하고 안정적. 공기질 센서가 제어 루프에 없으므로 드리프트를 쫓을 일이 없습니다. 압력 외란은 단말에서 흡수되고, 시운전 후 설정값이 수년간 유지됩니다.
- 초기 비용이 낮고 유지보수가 간편. CO₂/TVOC 트랜스미터나 지능형 컨트롤러를 살 필요가 없고, 고정 풍량 설정값 하나만 맞추면 되며 이후 프로브 교정도 없습니다.
- 법규 적합에 이견이 없음. 일정 환기 횟수가 의무화된 곳, 또는 공기질 연속 모니터링이 비현실적인 곳—생산 공장, 화학 실험실, 클린룸—에서 고정 풍량은 조문을 직접 충족하며 수요 기반 제어가 안고 오는 적합성 리스크를 들이지 않습니다.
CAV가 비용이 되는 곳
- 부분 부하 효율이 낮음. 절반쯤 빈 방에도 설계 풍량이 그대로 공급됩니다. 겨울에는 건물 밖으로 빠져나가는 열이고, 여름에는 코일의 냉방 부하를 키웁니다.
- 적응성이 없음. 공간 용도가 바뀌면—오픈 오피스가 회의실로 전환되면—고정 풍량은 새로운 재실 인원에 맞지 않고 댐퍼를 수작업으로 다시 설정해야 합니다.
- VAV와 직렬 연결 시 불안정. CAV 댐퍼는 제어에 필요한 상류 압력과 최소 풍량을 VAV 박스 하류에서 확보할 수 없습니다. VAV가 닫히는 순간 압력이 무너지고 분기가 설정값을 벗어납니다.
변풍량(VAV): 장점과 대가
VAV가 힘을 발휘하는 곳
- 실질적인 에너지 절감. 수요 기반 환기는 과잉 공급을 피하고, 재실 인원 변동 폭과 운전 시간이 클수록 효과가 커집니다. 그래서 친환경 건축 인증에서 VAV가 기본 해법이 됩니다.
- 혼합 용도에 대한 적응. 오픈 오피스, 회의실, 상업 플로어는 부하가 시간마다 달라집니다. VAV 단말이 이를 따라가며 외부 센서와 BMS 신호도 받을 수 있습니다.
- 시스템 전체 통합. 중앙 정압 제어를 결합하면 단말 수요가 합산되어 팬에 전달되고, 건물 부하가 줄면 팬도 감속합니다. 절감이 단말 너머까지 이어집니다.
VAV가 비용이 되는 곳
- 초기 비용과 시운전 부담이 큼. 센서, 컨트롤러, 액추에이터 비용에 더해, 시운전에서 센서 임계값과 댐퍼 개도, 풍량의 대응 관계를 교정하고 중앙 정압 루프와의 연동까지 확인해야 합니다.
- 센서 건강 상태에 의존. 프로브 정밀도가 제어 품질을 결정합니다. 정기적인 청소와 교정을 게을리하면 측정값이 흘러 풍량 제어가 나빠지고 실내 공기질도 함께 떨어집니다.
- 최소 풍량 제약. 샘플링을 유효하게 유지하려면 단말을 완전히 닫을 수 없어, 저수요 시간에도 기본 에너지 소비가 남습니다.
직접 비교
| 항목 | CAV | VAV |
|---|---|---|
| 제어 목표 | 고정 급기 풍량 | 수요 대응 풍량 |
| 단말 구성 | 정풍량 댐퍼, 필요 시 정풍량 팬 | 센서 + 컨트롤러 + VAV 댐퍼 |
| 초기 비용 | 낮음 | 높음 |
| 시운전 | 간단: 고정 설정값 1개 | 복잡: 교정과 시스템 전체 검증 |
| 부분 부하 소비 | 취약 | 양호 |
| 유지보수 | 적음, 센서 교정 불필요 | 많음, 센서 청소와 교정 필요 |
| 적합 공간 | 생산 공장, 실험실, 클린룸 | 사무실, 회의실, 상업 시설, 호텔 |
| 주요 리스크 | VAV 직렬 연결로 분기 불균형 | 센서 드리프트와 최소 풍량 |
실용적인 하이브리드: 구역별, 그리고 팬 쪽에서 루프를 닫는다
실제 건물은 순수 CAV도 순수 VAV도 아니며 두 구역이 함께 존재합니다. 합리적인 방법은 두 댐퍼를 한 분기에 꿰는 것이 아니라 서로 다른 계층에서 제어하는 것입니다.
- 정풍량 구역에는 전용 분기를 준다. 클린룸, 실험실, 공정실은 전용 CAV 분기를 두고, 건물 전체 변풍량 제어에서 분리된 정풍량 EC 팬으로 자체 설정값을 유지합니다.
- 변동 구역은 VAV로 운전한다. 사무실, 회의실, 상업 플로어 단말은 센서 수요에 따라 조정하고 그 수요를 상류로 전달합니다.
- 팬 쪽에서 루프를 닫는다. 중앙 정압 컨트롤러가 단말 수요를 압력 설정값으로 합산하고 0-10V 또는 PWM으로 EC 팬 회전수를 조정합니다. 수요가 줄면 닫히는 댐퍼를 상대로 전속 운전을 계속하는 대신 팬도 감속합니다.
이 구성에서 팬은 고정 회전 공기원이 아니라 절감을 실제로 구현하는 액추에이터가 됩니다. SF146A-E092A3-CA 정풍량 EC 양흡입 원심팬은 바로 이 용도를 위해 설계되었습니다. 600 m³/h, 최대 480 Pa, 230 V AC 입력 180 W, 1200 r/min, 52±1 dB(A), IP42, PA6+GF25% 임펠러에 NSK 볼 베어링, −25 °C~+50 °C. 실측된 4개 운전 곡선은 PWM 100/65/40/20%(Vsp 10.0/6.5/4.0/2.0 V)에 대응해 600, 450, 300, 180 m³/h의 네 가지 설계 풍량을 선택할 수 있으며, 계통 저항이 약 100 Pa에서 300 Pa로 올라가도 덕트를 재조정하지 않고 설정 풍량을 유지합니다.
더 큰 풍량에는 SF146A 시리즈의 다른 모델과 고정압 SF160 시리즈(최대 705 Pa)가 동일한 0-10V/PWM 제어를 제공해 중앙 정압 제어에 통합할 수 있습니다. 부분 부하에서 EC 모터의 효율 우위는 IE5 PMSM EC 팬 기술 해설을, 흡입 방식 선정은 양흡입과 단흡입 비교를 참고하십시오.
선정 체크리스트: 다섯 가지 질문
- 해당 구역에 고정 풍량 의무가 있는가. 있다면 CAV를 먼저 검토합니다. 적합성을 에너지 수치와 맞바꾸지 않습니다.
- 재실 인원과 오염 부하 변동이 큰가. 변동 폭이 크고 운전 시간이 길다는 점이 VAV의 투자 회수를 가능하게 합니다.
- 건물이 센서와 제어를 유지할 수 있는가. 교정 역량이 없으면 VAV 정밀도는 빠르게 떨어지고 CAV가 리스크가 낮은 선택이 됩니다.
- 단말이 이미 다른 제어 댐퍼 하류에 있지 않은가. VAV 박스 아래에 CAV를 겹쳐 두지 마십시오. 불균형은 거의 확실합니다.
- 팬이 시스템을 따라갈 수 있는가. 가능하면 절감이 팬까지 이어집니다. 불가능하면 단말을 닫는 것만으로는 잉여 공기를 덕트 안에 밀어 넣을 뿐입니다.
이 다섯 가지에 답하면 CAV 대 VAV 논쟁은 선호가 아니라 공학 계산이 됩니다. CAV 분기용 정풍량 EC 팬이나 중앙 정압 설정값을 추종하는 팬 측 구성이 필요하다면, 풍량·정압·제어 신호·설치 공간을 당사 기술팀에 보내 주십시오. 선정을 제안해 드립니다.