기계설비법에서는 ‘덕트(Duct)설비’에 대해 건축물 등에 설치된 기계·기구·배관 및 그 밖에 성능을 유지하기 위한 설비의 풍량 등을 조절하고, 급기·배기 및 환기 등을 위해 설치되는 설비라고 정의하고 있다.

‘덕트’란 공기를 옮기거나 순환시키기 위해 다양한 재질을 이용해 만든 ‘공기의 통로’를 뜻하며, 보통 금속판 재질을 가장 많이 사용하고 있다. 모양도 사각 덕트부터 원형 덕트까지 다양하다.

단순히 공기를 옮기는 것만을 목적으로 하는 것이 아니라, 효율적으로 냉난방을 공급하거나 송풍용으로 설치하는 경우가 많다. 특히 국민들이 생활하고 있는 주택이나 음식점, 공공시설 등에서는 환기 효율을 높이기 위한 목적으로 사용하는 것이 일반적이다.

사각부터 원형에 ‘비금속 재질’도
가장 보편적으로 ‘덕트’하면 떠올리게 되는 것은 사각형 덕트이다. 일반적으로 가장 널리 사용되며, 천정 높이에 맞춰 사이즈를 조절해 제작하기 쉽다는 장점이 있다. 시공 비용도 가장 저렴한 덕트다.

원형 덕트는 불가피하게 덕트가 노출돼야 해서 미관 상 필요하거나, 덕트 내 정압이 높아서 변형이나 진동이 적어야 하는 경우에 주로 사용된다. 특히 풍량이 적어서 덕트의 마찰 손실이 적어야 할 경우에 주로 적용된다. 음식점에서 많이 사용하기 때문에 우리가 고깃집에서 주로 볼 수 있는 덕트 종류다.

주택·음식점·공공시설 환기효율 높일 목적으로 활용

흔히 주변에서 볼 수 있는 덕트의 재질은 금속이지만, 습기가 많거나 부식 우려가 있는 환경에서는 PVC덕트나 FRP 덕트와 같은 비금속 재질로 가공한 덕트를 사용한다.

다만 PVC 덕트는 내식성이 좋지만 강도가 약해 정압이나 풍량이 큰 경우에는 제작과 설치에 신중해야 한다. 열기가 있거나 직사광선이 노출되는 곳과 충격이 발생할 수 있는 장소에는 FRP 덕트가 적합하다. 다만 시공비용은 FRP 덕트가 PVC 턱트에 비해 더 비싼 편이다.

최근 들어 일반 공조용으로 많이 사용되고 있는 단열복합덕트는 단열 성능이 뛰어나 별도의 보온장치가 필요 없다는 것이 장점이다. 얇은 알루미늄 판재 사이에 우레탄폼이나 피놀릭폼을 충진한 덕트로, 최근 수요가 늘어나고 생산업체가 많아지면서 시공비가 많이 저렴해졌다.

금속재질 ‘일반적’, 다습·부식 우려시 비금속재질 적용

형 주름관 형태로 제작된 플렉시블 덕트는 신축성이 좋아 형상이나 관로를 자유롭게 구성할 수 있어 시공이 편하다는 장점이 있다. 1겹 또는 2겹의 알루미늄 호일이나 유리섬유 사이에 강선을 나선식으로 삽입해 제작됐다.

하지만 내구성이 좋지 않고, 공기 마찰 손실이 크기 때문에 공조용으로 사용할 경우, 짧은 구간에 국부적으로 사용하는 것이 좋다. 설치와 이동이 편하다는 장점 때문에 가설용 배기덕트로 많이 사용된다.

특수한 환경에서는 폴리에스테르 직물을 이용한 섬유 덕트를 사용하기도 한다. 설치와 유지보수가 간편하고, 다양한 색상으로 제작할 수도 있다. 시공비 또한 저렴한 편이지만 외형 유지가 어려운 섬유 재질의 특성 상 환기나 배기용으로는 사용하기 어렵다. 일반적으로 간이용 덕트나 가전제품용으로 사용된다.

설치환경 따라 시공방식도 다양
덕트를 시공하는 방식도 설치 환경에 따라 다양하다.

가장 오래된 시공방식인 ‘단일 덕트 방식’은 각 공간(실)까지 단일 덕트로 냉풍이나 온풍을 보내는 공조 방법이다. 중소 규모의 건물에 폭넓게 적용되고 있지만 온습도 제어가 전체 일괄적이기 때문에 외실 건물에는 적합하지 못하다. 주로 극장이나 백화점 스튜디오와 같이 칸막이가 없는 대공간의 공조에 적합하다.

‘이중 덕트 방식’은 터미널에 냉풍과 온풍을 구분해 덕트를 접속하고, 이를 적당히 혼합해서 실온을 컨트롤 하는 방식이다. 덕트가 2개 있다고 해서 이중 덕트 또는 듀얼 덕트 방식이라고 부른다. 단일 덕트 방식에 비해 시공비가 비싸고, 냉풍과 온풍을 혼합하기 때문에 열적으로는 비경제적이어서 에너지절약건물에는 적합하지 않다. 다만 실온을 컨트롤하는 데 있어서는 탁월하다.

‘터미널 리히터 방식’은 이중 덕트 방식과 유사하지만, 온풍 덕트 대신 리히터가 있다고 생각하면 된다. 덕트가 1개이고 나머지는 온수 배관이나 전열기를 위한 배선만 있다는 점에서 시공 측면에서는 이중 덕트 방식보다 간편하지만, 경제성에 있어서는 비슷하다. 

‘가변 풍량 제어 방식’은 실내 열 부하의 변동에 따라 실온을 유지하기 위한 수단으로 송풍량을 바꾸는 방식이다. 터미널 유닛에 풍량 조절기구를 내장하고 있고, 서모스터에 의해 자동적으로 제어된다. 시공비가 비교적 낮고, 에너지 절약에 효과적이어서 대형건물을 중심으로 보급이 확대되고 있다.

‘가변 풍량 제어방식’ 에너지절감 위한 대형건물에 적합

멀티존 유닛 방식’은 이중 덕트 방식을 간략하게 변형한 것으로, 중앙 장치에 사용되는 유닛의 취출구가 하모니카 같은 모습을 하고 있다. 하모니카 모양의 상단에서는 온풍, 하단에서는 냉풍이 나온다. 이 방식은 1개의 덕트로 구성돼 있지만, 각 실이나 공간마다 독립된 덕트를 필요로 한다.

‘덕트 병용 팬코일 유닛 방식’은 공기와 물을 이용해 열을 운반하는 공기-물 방식이다. 팬코일 유닛은 송풍기와 코일을 내장하고 있어 냉동기에서 냉수를 통과시키면 쿨링 코일이 되고, 보일러에서 온수를 통과시키면 히팅 코일이 된다.

팬코일 유닛만으로도 충분히 냉난방을 할 수 있지만, 이를 단일 덕트와 함께 사용해 환기 기능을 가진 완전한 공기조화를 실시하는 것이 덕트 병용 팬코일 유닛 방식이다. 이는 호텔이나 아파트, 병원 등 외실 건물에 많이 사용하고 있고, 열 부하가 많은 오피스 빌딩에도 점차 보급이 확산되는 추세다.

‘덕트 병용 복사냉난방 방식’은 바닥이나 천장에 배관을 매설하고, 여기에 냉수나 온수를 보내 냉난방하는 방식이다. 특히 복사 난방은 바닥면을 따뜻하게 하기 때문에 보건적으로나 쾌적한 공간 구현에도 유리한 측면이 있다. 주택에 보급돼있는 파이프 배관에 의한 온돌방도 대표적인 복사 난방이라 할 수 있다.

‘팩키지 유닛 방식’은 냉매 방식이며, 기계 내부에 송풍기와 냉동기, 쿨링 코일, 에어 필터 등을 내장하고 있다. 윈드 유닛은 원래 냉방용 뿐이었지만, 최근에는 히트 펌프에 의한 냉난방 겸용도 출시됐다. 이 방식은 용량이 작기 때문에 주택이나 작은 상점 등에 많이 사용된다.