수경재배 선반에 쿨링팬으로 환풍기 만들기

1. 환풍기가 필요한 이유

 

오늘은 수경재배 선반에 쿨링팬(냉각팬)으로 만든 환풍기를 달아보겠습니다. 수경재배는 실내에서 하는 경우가 많기 때문에 통풍에 각별히 신경을 써야 합니다.

식물이 크기 위해서는 빛, 바람, 물, 영양, 온도가 필요합니다. 식물은 바람을 맞으면서 증산 작용을 통해 뿌리에 있는 수분을 잎까지 끌어올릴 수 있습니다. 또한 바람이 통하지 않으면 곰팡이가 생기기 쉽고, 그외 다른 벌레들도 생기기 쉽습니다. 

이때 통풍은 꼭 바깥 바람을 쏘일 필요는 없습니다. 바깥의 산소가 많은 신선한 공기가 필요한 것이 아니라 바람 그 자체가 필요한 것이기 때문입니다. 오히려 식물은 이산화탄소가 많아야 광합성량이 많아지기 때문에 굳이 창문을 열지 않아도 됩니다. 바람의 강도도 너무 세면 오히려 역효과가 나고 잎이 살짝 흔들려서 잎 주변에 공기가 머물러 있지 않은 정도면 됩니다.

수경재배 선반이 여러 개라면 방안에 선풍기 한 대를 그냥 틀어놓으면 되는데, 겨울이 되면서 수경재배 선반에 비닐을 씌워 비닐하우스를 만들었기 때문에 선풍기 바람이 통하지 않습니다. 그래서 비닐하우스 안에서도 통풍이 될 수 있게 환풍기를 달기로 했습니다.

2. 쿨링팬 구입할 때 알아야 하는 것들

먼저 쿨링팬을 준비합니다. DC 5~24V 짜리에 슬리브 또는 투볼로 구입합니다. 여기서 알아야 할 게 DC, V, 슬리브, 투볼이라는 용어입니다. 처음 쿨링팬을 사러 인터넷 검색을 했을 때 팬 종류가 너무 많아서 뭘 골라야 하는지 선택장애가 왔었습니다. 자료를 한참 찾아본 후에야 개념을 조금 알게 되었습니다.

(1) DC팬과 AC팬의 차이

DC(Direct Current)는 직류라는 뜻이고 AC(Alternating Current)는 교류라는 뜻입니다. 저는 전문가가 아니고, 독자들도 전문가가 아니기 때문에 여기서는 직류는 어댑터를 거쳐야 하고, 교류는 220V 콘센트에 바로 꼽을 수 있다고만 아시면 될 것 같습니다.

 

직류 어댑터는 5V,12V, 24V 짜리가 있고, 교류는 220V 하나입니다. 볼트(V)가 높을수록 소비전력이 많아집니다. 팬을 바로 전원에 연결할 수 있다는 점이 AC팬의 장점이지만 그만큼 소비전력이 많이 나와서 전기요금이 상승합니다.

 

작은 팬 몇 개 돌리는 데 선풍기만큼 전기요금을 낼 수는 없으므로 DC팬을 구입하도록 합니다. DC팬을 사면 전선을 직접 연결해야 한다는 단점이 있지만 그리 어렵지 않습니다. 전기 왕초보도 할 수 있으니 과감하게 DC팬을 선택하도록 합니다. 

 

5V짜리를 구입해도 되고 더 강한 바람을 원한다면 12V나 24V 짜리를 구입하면 됩니다.

(2) 슬리브와 투볼의 차이

그 다음에 알아야 할 것은 슬리브(sleeve)와 투볼(two ball)이라는 개념입니다. 슬리브와 투볼은 환풍기의 회전운동을 하는 굴대를 받치는 축이 어떤 형태인가 하는 것입니다. 환풍기는 하루 종일 돌기 때문에 원활하게 잘 돌아가야 합니다. 이게 환풍기의 핵심이고 어떤 형식이냐에 따라 수명이 달라집니다. 

 

슬리브 형식은 마찰을 적게 하기 위해 윤활유를 사용하고, 투볼은 쇠구슬 형태의 볼을 사용한다고 합니다. 또한 윤활유는 고열에서 말라버릴 수 있지만 쇠구슬은 내열성이 있기 때문에 수명이 깁니다. 슬리브의 내열온도는 40도 정도, 투볼은 80도 정도입니다.

 

수명은 슬리브가 2만~3만 시간이고 투볼이 5만~6만 시간입니다. 3만 시간 ÷ 24시간 ÷ 365일 = 3.4년입니다. 24시간 계속 틀면 슬리브는 3.4년 쓸 수 있고 투볼은 6.8년 쓸 수 있습니다.

 

가격은 슬리브보다 투볼이 2배 비쌉니다. 오래 안정적으로 쓰기 위해서 저는 투볼을 구입했습니다.

(3) 블로어팬, 방수팬, 고압팬

일반팬(DC팬, AC팬)과 블로어팬(blower fan)은 선풍기와 서큘레이터라고 생각하시면 쉽습니다. 일반팬은 바람이 퍼지고 블로어팬은 바람이 멀리 갑니다. 조그만한 수경재배 선반에서 바람을 얼마나 멀리 보내야 할까 싶어서 그냥 일반팬을 구입했스니다. 

 

방수팬은 말 그대로 방수가 된다는 뜻이고, 수경화분을 잘 엎는 사람이라면 필요할지도 모르겠지만 저는 필요하지 않은 것 같아서 그냥 넘어갔습니다. 

 

고압팬은 말 그대로 엄청난 압력의 쿨링팬입니다. 일반팬보다 rpm이 10배나 높습니다. 이것도 통과합니다.

(4) 풍량 cfm, 소음 dB

그 다음에 알아야 할 것은 풍량과 소음입니다. 

 

풍량(air flow)은 cfm 단위로 표시하는데 cfm은 cubic feet per minute(분당 공기 흡입량)이라고 합니다. 

 

소음(noise)는 데시벨(dB)로 표시합니다.

 

같은 크기의 팬에서 풍량이 크면 소음도 커지고, 풍량이 작아지면 소음도 작아집니다.

(5) 크기

쿨링팬 크기는 15 mm부터 200 mm까지 다양합니다. 원하는 크기를 고르면 되는데 팬이 작으면 같은 풍량을 내기 위해 팬이 도는 속도가 빨라야 하고 그러면 소음이 커집니다. 팬이 크면 살살 돌아도 많은 바람이 나오므로 소음이 작아집니다.

 

그러므로 DC인지 AC인지 선택하고, 다음은 전압을 5V, 12V, 24V 중에서 선택하고, 그 다음은 슬리브냐 투볼이냐 선택한 다음에 크기와 소음을 비교하면서 고르면 됩니다. 소음이 생각보다 크기 때문에 잘 비교해보고 선택하는 게 좋습니다.

3. 어댑터 구입

다음은 어댑터가 필요합니다. 어댑터는 팬과 전원을 연결하는 장치입니다. AC팬은 직접 콘센트에 꼽을 수 있지만 DC팬은 어댑터를 거쳐야 전원에 꼽을 수 있습니다.

저는 24V짜리 팬을 구입했기 때문에 24V 짜리 어댑터가 필요합니다. 5V짜리 팬을 구입하면 어댑터도 5V면 됩니다.

 

위 사진의 사양을 보면 input 에 100~240 Vac라고 되어 있고, output 에 24V 2A(2.5A max)라고 되어 있습니다. 이 어댑터는 240 V의 전기가 들어가서 나올 때는 24V가 된다는 것입니다. 

 

그리고 총 2A만큼 쓸 수 있고 최고 2.5A까지 연결할 수 있습니다. 자신이 선택한 팬마다 몇 A인지를 확인하고 용량에 맞게 어댑터를 구입해야 합니다. 하나에 0.3 A짜리 팬을 4개 구입했다면, 이 4개에서 나오는 전선을 하나로 모아서 어댑터 1개에 연결할 수 있습니다. 0.3 A × 4 = 1.2 A이므로 어댑터는 1.2 A보다 용량이 많은 것으로 구입하면 됩니다.

 

예를 들어 5V 2A짜리 어댑터를 구입했다면 여기에는 5V 0.3A짜리 쿨링팬을 6개까지 연결할 수 있습니다.

4. 쿨링팬 조립하는 법

 

제가 처음 구입한 팬입니다. DC 24V 0.10A라고 되어 있습니다. 

팬 하나마다 어댑터를 하나씩 연결할 수는 없으므로 팬을 병렬로 연결해서 어댑터 하나에 다 묶을 예정입니다. 

처음 팬을 구입하면 위 사진처럼 단자에 연결된 것도 있고, 단자 없이 전선만 있는 것도 있습니다. 이 단자를 usb 포트로 연결해주는 커넥터도 있는데 그러자면 팬 하나에 커넥터 하나가 필요합니다. 

 

저는 어댑터에 연결할 것이라서 단자는 필요 없으므로 단자를 자르고 전선을 2 cm 정도 피복을 벗깁니다.

이건 어댑터입니다. 앞에서 알아본 것처럼 AC팬은 바로 240V 콘센트에 꼽으면 되지만, DC팬은 중간에 어댑터를 거쳐야 합니다. 어댑터의 한쪽은 흔히 주변에 있는 콘센트가 연결되어 있고 다른 한 쪽은 동그란 단자가 달려 있습니다.

이 단자를 자르고 왼쪽 전선의 피복을 벗깁니다.

2 cm 정도 검은 피복을 벗기고, 그 안에 들어 있는 빨강과 검정 전선의 피복도 벗깁니다.

가위로 살살 돌려가면서 피복을 벗겨내면 됩니다. 너무 세게 누르면 전선이 잘라지니 주의하도록 합니다.

병렬로 연결한다는 말은 빨간색 전선은 빨간색끼리, 검은색 전선은 검은색끼리 한꺼번에 모아서 전선에 연결한다는 뜻입니다. 

팬에서 나온 빨강과 어댑터의 빨강을 한 데 모으고, 팬에서 나온 검정과 어댑터의 검정을 한 데 모읍니다. 만일 빨강을 검정에 연결하고, 검정을 빨강에 연결하면 쿨리팬이 고장나거나 돌지 않습니다. 

전선을 연결해서 풀리지 않게 돌돌 말아준 후에 절연테이프를 붙입니다. 

그 후 선반 끝에 환풍기를 달아주었습니다. 이거면 되는데 자꾸 팬 뒤쪽에 있는 비닐이 팬에 빨려들어갑니다.

팬 뒤쪽인데 아무 것도 없으니까 뒤에 있는 것들이 자꾸 빨려 들어갑니다.

그럴 때 필요한 것이 망입니다. 망은 메탈망(위 사진), 플라스틱망, 메쉬망(모기장)이 있습니다. 여기서는 실내에서 사용할 것이기 때문에 메탈망을 선택했습니다. 

중간에 스위치나 다이얼을 연결할 수 있습니다. 스위치는 환풍기를 껐다 켰다 할 수 있는 것이고, 다이얼은 전류를 조절해서 강약을 조절하는 것입니다. 스위치가 없으면 환풍기를 쓸 때마다 콘센트를 꼽았다 뺐다 해야 합니다.

다이얼 방식의 스위치를 연결하면 24V짜리 팬을 샀더라도 팬의 속도를 조절해서  5V나 12V짜리처럼 쓸 수 있습니다. 바람이 많이 필요할 때는 풀파워로, 적게 필요할 때는 다이얼을 왼쪽으로 돌리면 됩니다.

 

이상으로 조립을 마쳤습니다. 환풍기 사양을 고르느라 머리가 아팠던 것을 생각하면 조립은 간단하게 끝났습니다. 스티로폴 상자에 팬을 연결해서 수냉식 에어컨을 만드는 사람들을 보고 어떻게 하는 건지 부러웠던 때가 있었는데 의외로 쉽다는 것을 알았습니다. 필요한 부품을 정확하게 구입하는 게 가장 중요하고 다음은 전선 피복을 벗겨서 연결만 하면 됩니다. 

 

나는 전선 연결처럼 어려운 건 해본 적이 없다는 분들도 쉽게 할 수 있으니 도전해 보시기 바랍니다. 그것도 못하겠다는 분들은 미니 선풍기를 여러 대 사서 선반마다 달아주면 됩니다. 단 이 경우에는 선풍기 한 대 당 콘센트 하나이므로 멀티탭이 필요할 것 같네요.

 

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