감지기 완전 정복: 차동식 vs 정온식, 이온화식 vs 광전식 동작 원리와 설치 기준 비교 (실기 필수 암기)

감지기 완전 정복: 차동식 vs 정온식, 이온화식 vs 광전식 동작 원리와 설치 기준 비교 (실기 필수 암기)

 

서론: 감지기, 원리를 알면 오작동이 보인다

소방설비기사 전기 분야나 소방시설관리사를 준비하는 수험생이라면 '감지기' 파트에서 무조건 점수를 따야 합니다. 필기에서는 설치 기준(바닥 면적, 높이)이 나오고, 실기에서는 "차동식 감지기의 리크 구멍(Leak Hole)의 역할을 쓰시오" 같은 구체적인 작동 원리를 묻기 때문입니다.

또한 현장 실무에서도 비화재보(오작동)가 발생했을 때, 이것이 연기 감지기인지 열 감지기인지, 열 감지기라면 차동식인지 정온식인지를 알아야 대처가 가능합니다. 오늘은 헷갈리기 쉬운 **열 감지기 2종(차동식/정온식)**과 **연기 감지기 2종(이온화식/광전식)**의 결정적 차이와 내부 메커니즘을 완벽하게 해부해 보겠습니다.

소방 감지기

1. 열 감지기: 온도를 느끼는 두 가지 방식

열 감지기는 화재 시 발생하는 **'열(Heat)'**을 감지합니다. 하지만 "갑자기 뜨거워지는 것"을 잡느냐, "일정 온도 이상이 되는 것"을 잡느냐에 따라 종류가 나뉩니다.

(1) 차동식 스포트형 감지기 (Rate of Rise)

일반적인 사무실이나 거실 천장에 붙어 있는 가장 흔한 감지기입니다.

* **정의:** 주위 온도가 **일정 상승률 이상**으로 급격하게 상승할 때 작동하는 감지기입니다. (완만하게 오르면 작동 안 함)
* **작동 원리 (★실기 서술형 0순위):**
1. **감열실(Air Chamber):** 화재 열에 의해 감지기 내부의 공기실(Chamber) 공기가 팽창합니다.
2. **다이어프램(Diaphragm):** 팽창된 공기가 얇은 막(다이어프램)을 위로 밀어 올립니다.
3. **접점 수락:** 밀려 올라간 다이어프램이 전기 접점을 붙여 화재 신호를 보냅니다.
4. **리크 구멍(Leak Hole)의 역할:** 난방 등으로 온도가 **천천히** 오를 때는, 팽창된 공기가 이 작은 구멍(리크 공)으로 빠져나가므로 오작동하지 않습니다. 하지만 화재 시에는 공기가 빠져나갈 새도 없이 급격히 팽창하므로 작동하게 됩니다.


* **설치 장소:** 온도 변화가 크지 않은 거실, 사무실, 침실 등.

(2) 정온식 스포트형 감지기 (Fixed Temperature)

주방이나 보일러실처럼 평소에도 열기가 있는 곳에 설치합니다.

* **정의:** 주위 온도가 정해진 온도(예: 70℃, 90℃ 등) **이상**이 되었을 때 작동하는 감지기입니다. 상승 속도는 상관없습니다.
* **작동 원리:**
1. **바이메탈(Bimetal) 방식:** 열팽창 계수가 서로 다른 두 금속을 붙여놓아, 열을 받으면 한쪽으로 휘어지면서 접점이 붙는 원리입니다. (반복 사용 가능)
2. **가용절연물(Fusible Link) 방식:** 일정 온도에서 녹아버리는 물질을 사용하여, 열을 받으면 절연물이 녹아 전선이 합선되거나 스프링이 튀어 올라 접점이 붙는 방식입니다. (일회용, 재사용 불가)


* **설치 장소:** 주방, 보일러실, 건조실 등 **다량의 화기를 취급하는 장소**. (이런 곳에 차동식을 달면 요리할 때마다 오작동합니다.)

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 2. 연기 감지기: 연기를 보는 두 가지 눈

연기 감지기는 열 감지기보다 반응 속도가 빠릅니다. 복도나 계단처럼 연기가 이동하는 통로에 주로 설치합니다.

 

(1) 이온화식 연기 감지기 (Ionization)

* **핵심 키워드:** **방사성 물질(아메리슘-241)**, **이온 전류**.
* **작동 원리:**
1. 감지기 내부에는 미량의 방사성 물질(Am-241)이 있어 공기를 계속 이온화시켜 전류가 흐르고 있습니다(평상시).
2. 화재 시 연기 입자가 들어오면, 이온들이 연기 입자에 달라붙어 활동이 둔해집니다.
3. 결과적으로 **이온 전류의 흐름이 감소**하게 되고, 이를 감지하여 화재 경보를 울립니다.


* **특징:** 눈에 보이지 않는 미세한 연기 입자나, 불꽃이 확 일어나는 화재(플레임 화재) 감지에 유리합니다.

(2) 광전식 연기 감지기 (Photoelectric)

요즘 대부분의 현장에서 사용하는 방식입니다.

* **핵심 키워드:** **산란광(Scattering Light)**, **암실**.
* **작동 원리 (산란광식):**
1. 감지기 내부의 암실(어두운 방)에는 발광부(빛 쏘는 곳)와 수광부(빛 받는 곳)가 마주 보지 않고 빗겨서 설치되어 있습니다. (평상시에는 수광부에 빛이 안 들어옴)
2. 연기가 암실로 들어오면, 발광부의 빛이 연기 입자에 부딪혀 사방으로 흩어집니다(**난반사/산란**).
3. 흩어진 빛의 일부가 수광부로 들어가면 센서가 이를 감지하여 화재 신호를 보냅니다.


* **특징:** 눈에 잘 보이는 하얀 연기나, 훈소 화재(불꽃 없이 타는 화재) 감지에 유리합니다.

 3. [심화] 설치 기준 완벽 비교 (필기 시험용)

 

시험장 가기 전에 반드시 외워야 할 **부착 높이별 설치 가능 감지기**입니다.

* **4m 미만:** 차동식, 정온식, 보상식, 이온화식, 광전식, 열반도체식 등 (거의 다 됨)
* **4m 이상 ~ 20m 미만:**
* 이곳은 열기가 천장까지 도달하기 어렵거나 식어버릴 수 있습니다.
* 따라서 **연기 감지기(이온화식, 광전식)**를 주로 설치합니다.
* 열 감지기 중에서는 차동식 분포형 등 특수한 것만 가능합니다. (일반 차동식 스포트형 X)


* **20m 이상:**
* 아주 높은 천장입니다. 일반 감지기는 무용지물입니다.
* **불꽃 감지기(Flame Detector)** 또는 **광전식 분리형 감지기**를 설치해야 합니다.

4. 한눈에 보는 비교표 (시험장 1분 컷)

 

구분	감지대상	작동원리	주요설치	특징
차동식	급격한 온도상승	공기팽창 리크구멍	사무실,거실,침실	일상적 난방엔 비작동
정온식	일정 온도 도달	바이메탈,가용절연물	주방,보일러실	화기를 다루는 곳 적합
이온화식	연기(이온 전류 감소)	방사선(Am-241)	복도,통로,계단	미세한 연기 감지
광전식	연기(빛의 산란)	산란광 원리	복도,통로,계단	훈소 연기 감지

 5. 결론: 실무와 이론을 잇는 연결고리

감지기는 소방 설비의 가장 말단 신경망입니다.
"사무실 천장에는 왜 둥글고 구멍 뚫린 것(차동식)이 달려 있고, 주방에는 왜 방수형처럼 생긴 것(정온식)이 달려 있을까?"
이 질문에 대해 오늘 배운 내용을 토대로 답변할 수 있다면, 여러분은 이미 소방 기술자로서의 자질을 갖춘 것입니다.

특히 시험 실기에서 **"차동식 감지기의 리크 구멍이 막혔을 때 발생하는 현상은?"**이라는 문제가 나온다면, **"난방 등 완만한 온도 상승에도 내부 공기압이 빠져나가지 못해 오작동(비화재보)이 발생한다"**라고 명확하게 서술할 수 있어야 합니다.

이 포스팅이 여러분의 합격에 든든한 1점이 되기를 바랍니다.