선정표에서 V0155와 V0160은 나란히 있습니다. 한 대는 150 m³/h, 다른 한 대는 160 m³/h이고, 모터는 모두 4.0 kW, 흡입구는 모두 G2"입니다. 겉보기에는 10 m³만 차이 나고, 포트와 출력도 같아 아무거나 골라도 되는 일처럼 보입니다.
실제로는 그렇지 않습니다. 두 펌프의 차이에서 배기 속도는 작은 부분만 차지하고, 큰 부분은 극한 진공에 있습니다. V0155는 가스 밸러스트를 닫으면 0.3 mbar, V0160은 가스 밸러스트를 닫으면 0.1 mbar입니다. 이 0.2 mbar 차이가 어떤 공정에서는 사용할 수 있고, 어떤 공정에서는 아예 도달할 수 없게 만듭니다.
1. 두 대의 실제 파라미터를 먼저 정리
| 항목 | V0155 | V0160 |
|---|---|---|
| 정격 배기 속도(50/60Hz) | 150 / 175 m³/h | 160 / 190 m³/h |
| 극한 진공(가스 밸러스트 닫힘) | 0.3 mbar | 0.1 mbar |
| 극한 진공(가스 밸러스트 열림) | 0.5 mbar | — |
| 모터 출력 | 4.0 kW | 4 kW |
| 전압 | 3상 220/240V, 380/415V | 3상 220/240V, 380/415V |
| 흡입 / 배기 포트 | G2" / G2" | G2" / G2" |
| 소음(50/60Hz) | 70 dB | 70 / 72 dB |
| 오일량 | 4 L | 5 ~ 8.5 L(해당 시리즈 범위) |
| 중량 | 108 kg | 120 kg |
배기 속도 차이는 6.7%, 출력은 같고 포트도 같으며 설치 치수도 같은 등급입니다. 그래서 “펌프가 조금 큰 쪽이 더 안전하다"는 느낌으로 고르는 것은 여기서 유효한 행동이 아닙니다. 한 등급 큰 것을 골라도 극한 진공에서 차이가 나지 않는다면, 거의 측정하기 어려운 배기 속도 차이만 사는 셈입니다.
2. 계산해 보기: 10 m³가 시간을 얼마나 줄여 주는가
순 용적 2 m³인 챔버를 상압 1013 mbar에서 10 mbar까지 배기한다고 가정합니다. 배기 속도는 50Hz, 용량 구간에서 일정하다고 보고 추정합니다:
t = (V / S) × ln(P₁ / P₂)
- V0155: S = 150 m³/h = 2.5 m³/min, t = (2 / 2.5) × ln(1013 / 10) = 0.8 × 4.618 ≈ 3.69 min
- V0160: S = 160 m³/h = 2.67 m³/min, t = (2 / 2.67) × 4.618 ≈ 3.46 min
차이는 0.23분, 즉 14초입니다. 같은 배관, 같은 챔버에서 이 정도 차이는 실제 운전에서 플랜지 누설률, 챔버 벽 방출가스, 밸브 전환 시간에 쉽게 덮입니다.
결론은 분명합니다. 공정이 10 mbar 이상 구간에서만 작동한다면, 이 10 m³ 때문에 중량 12 kg과 오일량 1~4.5 L를 더 감당할 가치는 없습니다.
3. 차이는 극한에 가까워질 때 벌어진다
목표 압력을 0.5 mbar까지 낮추면 두 펌프의 차이는 다른 양상이 됩니다. 이 구간에서는 극한 진공을 대입해야 합니다. 극한에 가까워지면 배기 속도가 뚜렷하게 떨어지기 때문입니다:
t = (V / S) × ln[(P₁ − Pu) / (P₂ − Pu)], Pu는 펌프의 극한 진공
- V0155(Pu = 0.3): t = 0.8 × ln[(10 − 0.3) / (0.5 − 0.3)] = 0.8 × 3.881 ≈ 3.11 min
- V0160(Pu = 0.1): t = 0.75 × ln[(10 − 0.1) / (0.5 − 0.1)] = 0.75 × 3.209 ≈ 2.41 min
같은 구간에서 0.70분 차이, 즉 42초, 29% 느립니다. 두 구간을 합치면 V0155는 전체 6.80 min, V0160은 5.87 min입니다.
이 식은 단순화한 모델입니다. 실제 배기 속도는 10 mbar 아래에서 선형보다 더 급격히 줄어들므로 실기 시간은 계산보다 길어집니다. 다만 경향은 맞습니다. 극한에 가까울수록 극한 진공의 차이가 커지고, 배기 속도 차이는 덜 중요해집니다.
더 내려가면 더 극단적입니다. 공정이 0.2 mbar를 요구한다면 V0155의 바닥은 0.3 mbar이므로, 이 펌프는 느린 것이 아니라 끝내 도달하지 못합니다. 얼마나 계산해도 의미가 없습니다.
4. 0.3 mbar로 충분한 경우
모든 공정에 0.1 mbar가 필요한 것은 아닙니다. 아래 상황에서는 V0155의 0.3 mbar로 충분하므로, V0155를 고르는 편이 더 적