전기포트에 의한 수증기가 연기감지기 내부로 유입되는 과정에 관한 연구

A Study on the Process of Water Vapor Flowing into the Smoke Detector by Electric Kettle

비화재보는 화재가 발생하지 않은 상황에서 자동화재탐지설비가 작동하여 화재경보를 발하는 것을 말한다. 비화재보는 화재감지기의 노후화 및 오동작으로 인해 발생하기도 한다. 국내 자료에 따르면, 습도차로 인한 연기감지기에서의 비화재보 발생건수가 증가하고 있는 추세임을 확인할 수 있다. 따라서, 습도차에 의한 비화재보 상황을 구현하기 위해 전기포트를 이용하였으며, 전기포트에서 발생하는 수증기가 연기감지기 내부로 유입되는 과정과 실내에서의 기류를 해석하기 위해 전산해석을 이용하였다. 전산해석은 STAR-CCM+ ver.15.06을 이용하였으며, 주방에 위치한 전기포트 내 물이 모두 증발할 때까지 가열되는 상황을 구현하였다. 해석대상은 주방과 주방과 이어진 거실로 구성하였으며, 주방은 길이 4m, 너비 2.48m, 높이 2.46m이며, 거실은 길이 6.45m, 너비 1.33m, 높이 2.46m이다. 전기포트는 직경 0.13m, 높이 0.26m이며, 물 0.5L를 채워 넣은 것으로 가정하였다. 전기포트 속 물은 가열되면서 질량과 온도에 변화가 생기기 때문에 실험을 통해 변동량을 측정하였다. 전산해석 내 연기감지기는 A 업체의 도면을 이용하여 3D 모델링하였다. 주방과 거실에 각각 3개(P1~P6)씩 구현하였으며, 감지기 내부에 측정점을 정하여 습도를 측정하였다. 해석 영역 내 격자는 0.05m로 설정하였으며, 전기포트 입구부와 감지기 부근은 해석 영역에 비해 크기가 매우 작기때문에 계산에 오류가 나지 않도록 1mm로 설정하였다. 해석 시간은 질량감소량 측정이 완료된 14분 40분을 참고하여 880초로 설정하였다. 본 연구에서는 수증기가 실내로 확산되는 현상과 연기감지기 내부로 유입되는 과정을 전산해석을 이용하여 실험과 비교⋅분석하였다. 주방에 위치한 P1~P3의 유입과정이 실험과 비슷한 경향을 보이는 것을 확인하여 이를 통해 본 연구는 고습한 환경에서의 감지기 특성과 관련한 전산해석에 대한 기본 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.