KARSEKAR KARSEKA KARSEK KARSE KARS KAR KA SPS-KARSE 부스터 펌프 시스템 SPS-KARSE B 0026-188 : 2004 제정일자: 2001. 7. 1 개정일자: 2004. 12. 31 한국설비기술협회 h ttp ://w w w.k a rse.o r.k r
한 국 설 비 기 술 협 회 규 격 SPS-KARSE 부스터 펌프 시스템 B 0026-188 : 2004 Bo o s t e r p ump s ys t e m 1. 적용 범위 이 규격은 자동급수 가압장치로서 저수조의 물을 흡입하여 급수 또는 급탕의 용도로 공 급하는 일반적인 부스터 펌프 시스템으로서 원심펌프와 입출구 배관, 제어반 및 격막식 압력탱크로 구 성되는 펌프 시스템에 적용한다. 비 고 이 규격 중 { }안의 단위 및 수치는 종래 단위에 따른 것으로써 참고로 병기한 것이다. 2. 인용 규격 다음에 나타내는 규격은 이 규격에 인용됨으로써 이 규격의 일부를 구성한다. 이러한 인 용규격은 그 최신 판을 적용한다. KS B 5305 브로돈관 압력계 KS B 6301 원심펌프 사류펌프 및 축류펌프 시험 및 검사방법 KS B 6302 펌프토출량 측정방법 KS B 6733 압력용기(기반규격) KS B 7501 소형 볼루트 펌프 KS B 7505 소형 다단 원심 펌프 KS D 3503 일반 구조용 압연강재 KS D 3507 배관용 탄소강 강관 KS D 3515 보일러, 압력용기용 탄소강 및 몰리브덴강 강판 KS D 3560 압력 용기용 강판 KS D 3562 압력배관용 탄소강 강관 KS D 3576 배관용 스테인리스 강관 KS M 6613 수도용 고무의 유리황 용출시험 3. 정 의 이 규격에서 사용하는 주된 용어의 정의는 다음에 따른다. a) 부스터 펌프 시스템의 설계압력(공급압력 또는 운전압력) 부스터 펌프 시스템이 급수하고자 하는 용 도에 맞도록 주어진 흡입헤더의 압력과 토출헤더의 압력차를 말하며, 펌프와 배관재의 선정기준 및 압력탱크 설계시 적용된다. b) 펌프 설계압력 부스터 펌프 시스템의 구성요소인 펌프의 설계압력으로 흡입수위와 흡입관 및 시스템 자체의 압력손실을 고려하여 펌프가 가압해야 하는 압력으로 펌프 선정시 사용된다. c) 부스터 펌프 시스템의 흡입압력 부스터 펌프 시스템의 흡입측 헤더입구에 작용하는 압력으로 시스템 의 순간 최대(급수)유량에서의 흡입배관계의 압력손실을 고려한 흡입헤더 시작점의 압력이다. d) 순간 최대(급수)유량 부스터 펌프 시스템이 공급하는 최대 급수유량으로 1분간(60초)을 기준으로 한다. - 1 -
e) 대수분할 부스터 펌프 시스템이 공급하는 순간 최대(급수)유량을 몇 대의 펌프로 구성할 것인지를 결정하 는 것을 말한다. f) 대수제어 부스터 펌프 시스템이 두 대 이상의 펌프로 구성될 때 필요한 유량만큼 공급하기 위해 펌 프의 운전대수를 가감하는 기능을 말한다. g) 교대운전 부스터 펌프 시스템의 대수제어에 따라 우선동작하는 펌프를 주기적으로 교대하는 기능을 말한다. 부스터 펌프 시스템은 항상 최대급수 유량범위로 운전되지 않으므로 우선 동작하는 펌프의 운전시간이 상대적으로 길어서 교대운전을 필요로 한다. h) 회전수 제어 원심펌프의 특성상 급수유량이 변화하면 압력도 변하게 되는데, 급수량이 변하여도 일 정한 압력범위로 제어하기 위해, 펌프 구동체인 모터의 회전수를 제어하여 펌프성능을 변화시키는 기 능을 말하며, 계단식 용량제어인 대수제어에 대해 무단계 용량변화를 뜻한다. i) 제어 압력편차 부스터 펌프 시스템이 공급 운전하고자 하는 목표압력을 기준으로 제어에 필요한 최소 한의 변화폭인 상한과 하한 값을 말한다. j) 격막식 압력탱크 다이어프램(Diaphragm) 또는 블래더(Bladder)에 의해 용기 내에서 액체부와 공기부 를 분리하는 구조의 압력탱크로서, 소유량 사용 범위에서는 펌프의 빈번한 기동정지를 방지하기 위 해 탱크내부에 일정량을 저장하여 공급하며, 배관계에서 발생하는 수충격현상을 예방 또는 방지하기 위해 부스터 펌프 시스템 토출헤더에 연결한다. k) 압력탱크의 유효용량(비) 밀폐식 용기인 압력탱크 내부의 구조도에 따라 압력탱크의 용량에 대해 최 대한 충진수할 수 있는 수량(리터)을 유효용량이라 하며, 전체 압력탱크 용량에 대해 충진 가능한 용 량의 비를 유효용량비라 하고 백분율(%)로 나타낸다. l) 압력탱크의 유효이용량(률) 부스터 펌프 시스템의 운전압력 제어 압력편차에 따른 변화압력으로 압 력탱크에 충진되는 충진수량을 유효이용량(리터)이라 하며, 이때 충진되는 수량과 압력탱크 용량의 비를 유효이용률(%)이라 한다. 압력변화가 작을 수록(시스템의 운전이 정숙할수록) 유효이용율은 낮 아지며, 유효이용률이 낮을수록 일정수량을 압력탱크에 저장하기 위해 필요한 압력탱크 용량은 커지 게 된다. 따라서 소유량 범위의 운전조건에서 펌프의 기동정지가 빈번할 때 압력변화를 최소화하기 위해서는 압력탱크의 용량은 커야 한다. 4. 종 류 a) 부스터 펌프는 토출측의 압력제어 방식에 따라 표 1과 같이 3종류로 구분한다. 표 1 토출압력 제어방식에 따른 구분 토출압력 제어방식 종류 기호 감압밸브 E 펌프회전수 제어 I 일반 체크밸브 또는 기타 S - 2 -
b) 부스터 펌프의 헤더재질에 따라 표 2와 같이 4종류로 구분한다. 표 2 헤더재질에 따른 구분 헤더의 재질 종류 기호 강관계 동관계 스테인리스계 기타 G C S E c) 부스터 펌프를 구성하는 펌프의 용량에 따라 표 3과 같이 3종류로 구분한다. 표 3 펌프용량에 따른 구분 펌프의 용량에 따른 종류 종류 기호 표준 용량 D 스탠바이 펌프 S 소용량 H 5. 구조와 재질 부스터 펌프 시스템의 구조는 그림 1과 같으며, 각 구성 부품의 재질은 사용목적에 따 라서, 또한 계약 당사자간의 협의에 의해서 적합한 것 또는 동등 이상의 성능을 갖는 것이어야 한다. - 3 -
그림 1 부스터 펌프 시스템 구조 일례 5.1 펌프 및 전동기 펌프는 소형 볼류트 펌프(KS B 7501 ) 또는 소형 다단 원심펌프(KS B 7505)로서, 다음 특성을 만족하는 구조로 한다. a) 단단 볼류트 또는 다단터빈 펌프로서 펌프와 전동기의 연결은 직결구조로 한다. b) 펌프와 전동기의 분해가 용이하고, 펌프의 입출구 배관이 연결(조립)된 상태에서 펌프내부의 임펠러 분해가 가능한 구조로 한다. c) 급수 또는 급탕시스템에 사용되는 펌프는 임펠러, 입출구 연결구 및 펌프케이싱 등 물과 접촉하는 부 품은 내부식성 재질로 한다. d) 축봉장치는 기계적 밀봉(Mechanical Seal)구조로 한다. e) 펌프는 제시된 유량과 양정을 나타내는 성능곡선의 어느 부분에서 운전되더라도 모터의 정격을 초과 하지 않는 범위에서 운전되도록 전동기용량을 선정하여야 한다. 5.2 제어반 부스터 펌프 시스템의 사용목적에 알맞게 압력과 유량 등의 자동제어, 계측 및 감시 등을 하는 것으로서 그 구성은 제어계통도와 동작설명서 또는 제작시방서에 따르며, 다음의 조건을 만족하는 구조와 재질로 한다. a) 전기배선 재료는 전기설비 기술기준에 관한 규칙(통상산업부), 내선규정(대한전기협회), 전기용품 안 전관리법 및 한국산업규격(KS)에 준하는 재료를 사용한다. b) 제어반의 케이스 재질은 SS400(1.2t 이상), 또는 동등이상의 재질로 한다. c) 펌프의 운전을 수동 또는 자동으로 선택가능한 스위치를 설치한다. - 4 -
d) 제어반에는 펌프 운전상태와 이상상태를 확인할 수 있는 표시램프를 설치한다. e) 이상 발생시 경보용 부저 또는 중앙제어실 감시용 단자를 설치한다. f) 전동기 전원과 제어용 전원이 상이할 경우 제어전원용 변압기를 별도로 설치한다. g) 제어용 전압은 220V를 표준으로 한다. 5.3 펌프 공회전 방지장치 부스터 펌프 시스템의 특성상 펌프의 빈번한 기동정지로 인한 안전을 위하여 다음과 같은 공회전 방지장치중 한가지 또는 동등 이상의 안전장치를 설치한다. a) 전극 스위치 저수조 또는 흡입헤더의 수위변동을 전극봉 등에 의한 계전기와 전기회로의 개폐로 구 성되며 전극에서의 전압은 24V 이하로 한다. 이 경우 전극봉의 재질은 내식성 자재로 한다. b) 플로트 스위치 저수조 또는 흡입헤더의 수위변동을 스테인리스 등의 내식성 자재의 플로트에 의한 전기회로의 개폐로 구성한다. c) 레벨 스위치 저수조의 수위변동을 방수가 완전한 스위치를 내장한 합성수지제 플로트 및 부속케이 블로 구성되며, 제어회로에서의 전압은 60V 이하로 한다. d) 압력 스위치 저수조 또는 흡입헤더의 수위변동에 따라 전기회로의 개폐로 구성되며, 전극에서의 내 전압은 250V 이하로 한다. 5.4 중앙제어실용 감시단자 다음의 단자를 설치한다. a) 부스터 펌프 시스템의 상태 표시용 무전압단자 b) 각 펌프별 운전 및 정지 표시용 무전압단자 c) 기타 선택사항 5.5 압력탱크 내부에는 수실과 공기실이 격막에 의해 분리되며, 저장기능과 수충격발생을 예방 또는 방 지하는 기능을 하며, 다음의 구조와 재질에 따른다. a) 부스터펌프용 압력탱크에 사용하는 강재에는 일반구조용 압연강재(KS D 3503), 보일러 압력용기용 탄소강 및 몰리브덴 강판(KS D 356 0), 압력용기용 강판(KS D 351 5), 배관용 탄소강 강관(KS D 3507) 또는, 압력 배관용 탄소강관(KS D 356 2)등을 표준으로 하며, 그외는 압력용기 기반규격(KS B 6 733)에서 정하는 재료에 따른다. b) 압력탱크의 내부에는 수실과 공기실이 격막(다이어프램식 또는 블래더식)에 의해 분리되는 구조로서 공기투과율이 낮은 재질을 사용하며, 급수급탕용으로 사용하는 경우에는 수도용 고무의 유리황 용출 시험(KS M 6 6 1 3), 또는 동등이상의 시험에 합격한 제품으로 한다. c) 압력탱크의 설계, 제작 및 검사에 관한 규격은 산업안전보건법 제 58조 및 59조에 따르는 압력용기 제작기준 안전기준 및 검사기준(한국산업안전공단) 또는 당사자간의 합의에 따른다. 5.6 입출구 헤더 급수급탕용의 입출구 헤더재질은 배관용 스테인리스강관(KS D 3576 ) 을 표준으로 하 며, 그외의 것은 인수인도 당사자간의 합의에 따른다. 5.7 기 타 a) 배관재는 KS(한국산업규격) 또는 동등 이상의 제품사용을 원칙으로 한다. b) 사용재료중 수도법, 하수도법 등 기타 관련된 법규 또는 관계 관공서 조례의 적용을 받는 경우는 이 들 규정에 적합한 것으로 한다. - 5 -
c) 점검 및 동파방지를 위한 목적으로 시스템내에 배수를 위하여 드레인 밸브를 설치한다. d) 펌프를 보수하기 위하여 펌프 각각의 입출구에 차단밸브를 설치한다. e) 펌프 정지시 역류를 방지하기 위하여 펌프별로 체크밸브를 설치한다. 단, 차단밸브와 겸용이 가능하다. f) 부스터 펌프 시스템의 흡입압력을 계측할 수 있는 흡입압력계와, 운전압력의 1.5 ~ 3.0배 범위의 토출압력 게이지를 부착한다. 다만, 겸용으로 설치할 수 있으며, 압력계에 관한 규격( KS B 5305)에 따른다. g) 흡입헤더의 공기를 제거하기 위한 에어벤트 또는 수동밸브를 설치한다. h) 펌프는 일체형 가대 구조로 한다. 다만, 압력탱크와 제어반은 별도로 설치할 수 있다. i) 펌프의 진동으로부터 분리시키기 위한 방진구를 설치한다. j) 토출헤더와 압력탱크의 연결관에 압력탱크 점검용 차단밸브 및 압력탱크 내부 충진수의 배제를 위한 드레인 밸브를 설치한다. 6. 설 계 부스터 펌프 시스템의 설계에 관한 사항은 다음에 따른다. 6.1 설계순서 a) 건축물의 개요를 파악한다. 건축물의 용도, 면적, 층수(높이), 급수인원, 급수사용 성향(패턴), 급수전의 위치, 수량, 위생기구의 형식 등 을 파악한다. b) 급수압력과 조닝을 결정한다. 급수압력에 따른 계통(수평, 수직)분할 및 급수주관별 구획, 감압밸브의 설치여부와 위치 및 담당계통, 부 스터 펌프 시스템 존의 구획 등을 파악한다. c) 급수 존별로 순간 최대(급수)유량을 산정한다. 각 급수 주관 및 펌프 조닝에 대한 순간 최대급수유량 산정, 부하변동패턴 및 부하조건에 따른 사용시간을 예측한다. 기구급수 부하단위(FU)에 의한 방법(부자료 참조) BL기준에 의한 방법: 연립, 빌라, 아파트 등 공동주택에 적용(부자료 참조) 기구이용에 의한 방법(부자료 참조) 기타 d) 펌프 양정계산 및 대수분할을 결정한다. 각 급수기구의 필요한 급수압력, 정수두, 배관저항, 부스터펌프 시스템의 장치마찰손실 등을 고려하여 필요 한 양정을 결정한다. 순간 최대급수유량 및 부하변동조건을 충분히 고려하여 부스터 펌프 시스템의 용량을 결정한다. 펌프의 형식, 대수, 용량(유량, 양정 및 전동기동력)을 결정한다. e) 부스터 펌프 시스템의 형식 및 제어방식 등을 결정한다. 교대운전 기능의 구비여부 고장시 대책을 위한 예비펌프의 유무 - 6 -
대수제어를 위한 감지방법 선택(유량감지, 압력감지, 전류감지) 회전수 제어방식의 채용여부 제어반의 기능(안전장치, 표시기능, 조작기능) 원격제어 또는 중앙제어실 제어 및 감시제어 및 운전기록 기능여부 토출압력변경(추정말단압력 일정) 제어기능의 고려여부 f) 부스터 펌프 시스템의 운전압력과 설계압력을 결정한다. 압력탱크의 운전압력 및 용기 설계압력조건 각 밸브와 배관재의 운전압력 및 설계압력 안전밸브의 설치시 셋팅압력 g) 부스터 펌프 시스템의 재질 및 규격을 결정한다. 배관재의 재질(입출구 헤더, 입출구 차단밸브 등) 펌프의 케이싱, 임펠러 및 축 기타 물과 접촉하는 모든 자재의 내식성 적용방법 또는 등급 h) 기타 도장색상 및 검사방법의 결정 6.2 순간 최대급수유량 급수유량은 넓은 범위에서는 지방의 풍토 및 문화에 따라 다르며, 또 좁은 범위에서 는 건물의 용도, 규모에 따라 다르다. 또한 하루 중에도 시간에 따라 변화한다. 따라서 급수설비는 이러한 여 러 조건에 의한 변화를 정확히 판단하고, 어떠한 변화에도 만족히 대처할 수 있게 계획해야 한다. 부 스터 펌 프 시스템의 순간 최대(급수)유량 설계는 부자료를 참조하여 급수유량을 산정토록 한다. 6.3 부스터 펌프 시스템의 설계압력과 펌프의 전양정 부스터 펌프 시스템의 설계압력이라함은 토출 헤 더에서의 공급압력을 말하며, 펌프자체의 전양정(또는 설계압력)은 저수조로부터 부스터 펌프 시스템의 토출헤더까지의 손실압력을 보상하여야 한다. 펌프의 전양정 (H) = 실양정 + 말단 급수압력 수두 + 배관마찰 손실수두 + 안전율 여기에서 실양정 : 부스터 펌프 흡입헤더와 연결된 저수조의 수면으로부터 최상단 공급수전까지의 높이 차(m, 수조의 수면이 말단급수전보다 높으면 음의 값이 된다) 말단 급수압력 수두 : 최상단 급수기구에서의 토출에 필요한 압력수두(m) 다만, 각각의 급수기구는 동일한 압력을 필요로 할 경우이므로 만약 급수기구 각각의 압력이 다를 경우는 각각의 경우를 계산하여 최고 값을 취한다. 각 급수기구의 최저 필요압력은 표 4에 따른다. - 7 -
표 4 급수기구의 최저 필요압력 수두 급수 기구 최저 필요압력수두(mAq) 일반수전 3.0 혼합수전 5.0 대변기(세정밸브) 7.0 샤워기(온도조절식) 7.0 ~ 12.0 샤워(싱글레버) 8.0 샤워(냉온수 혼합) 7.0 ~ 9.0 샤워(일반) 5.0 순간 온수기 4.0 ~ 5.0 정수위 밸브 3.0 ~ 5.0 배관 마찰손실수두 : 부스터 펌프 흡입측 저수조 내부의 배관말단에서 급수공급 최장거리간 의 마찰손실수두(m)로서, 정확하게 계산하기 곤란한 경우에는 직관길 이의 30~50% 범위에서 취할 수 있다. 안전율 : 부스터 펌프의 사용년수에 따른 펌프의 성능저하와 배관계의 부식 등 으로 인한 배관마찰손실값 증가에 대비하여 취하는 값으로 실양정+ 말단급수 압력수두+배관마찰 손실수두 의 0~10% 범위로 한다. 6.4 압력탱크 펌프의 빈번한 기동 정지에 따른 맥동현상을 방지하기 위해 압력탱크를 사용하며, 그 용 량은 펌프용 전동기의 동력, 운전압력 및 제어방식(대수제어 또는 회전수 제어)에 따르는 것 또는 그 이 상으로 한다. a) 펌프는 전동기의 동력에 따른 최대기동 횟수를 표 5와 같이 제한한다. 표 5 전동기의 동력에 따른 기동횟수 제한 각 전동기 동력(kW) 매분당 기동제한 횟수(N) 2. 2 kw 이 하 3. 0 3. 7 kw 이 하 2. 0 7. 5 kw 이 하 1. 5 15.0 kw 이하 1.2 15.0 kw 초과 1.0-8 -
b) 펌프의 빈번한 기동정지를 방지하기 위해 펌프정지 후 압력탱크에 저장된 유효수량으로서 매분당 기 동 제한횟수를 충족하여야 한다. 이때 펌프의 정지는 회전수 제어방식의 경우 펌프정격유량의 10%이하 에서 정지하고, 대수제어 방식에서는 20%이하에서 정지하는 것으로 한다. 즉, 압력탱크에 저장할 유효수 량은 다음 표 6에 따른다. 표 6 압력탱크에 저장할 유효수량(단위 ; 리터) 압력제어 방식 펌프정지에 필요한 탱크의 저장수량 회전수 제어방식 펌프정격유량(lpm) 1/(10N) 그외 댓수제어방식 펌프정격유량(lpm) 1/(5N) c) 압력탱크 용량은 다음 식으로 계산한다. Vt = Vw 압력탱크 유효이용율 = Vw Pf Pf-Pi 여기에서, Vt : 부스터 펌프용 압력탱크 용량(리터, l) Vw : 압력탱크에 저장할 유효수량(리터, l) Pf : 부스터펌프의 최고 운전압력(kg f/cm 2.abs) Pi : 부스터펌프의 최저 운전압력(kg f/cm 2.abs) d) 압력탱크의 강도계산에 기준이되는 설계압력은 운전압력(공급압력 또는 셋팅압력)의 1.1배 이상으로 한다. 6.5 배관재 배관재의 최고사용압력 선정은 부스터 펌프 시스템의 설계압력에 제어를 위한 제어 압력편 차의 양의 값 이상으로 한다. 6.6 흡입 토출 헤더 및 밸브 부스터펌프의 흡입 토출 헤더와 밸브의 설계는 장치의 마찰손실값을 선 정하는 기준으로 장치 전체의 설계압력손실 기준(흡입헤더 입구~토출헤더 출구)은 5 maq 이하로 하며 다음 표 7에 따른다. a) 헤더 크기(사이즈)는 배관내 유속과 마찰손실값을 동시에 만족하는 값으로 한다. - 9 -
표 7 흡입 및 토출 헤더의 설계기준 헤더 구분 설계 기준 토출헤더의 유속 및 배관 마찰손실 흡입헤더의 유속 및 배관 마찰손실 유 속 2. 5m/ s e c 다만, 공공주택 용도의 것에는 1.5m/sec이하로 권장 토출헤더 단위길이당 배관마찰손실 30 mma q/ m이 하 유속 1.0 m/sec 이하 토출헤더 단위길이당 배관마찰손실 30 mma q/ m이 하 다만, 부스터 펌프의 설계압력에서 배관마찰손실값이 전체 설계압력의 20% 이하의 시스템에서는 유속 과 배관마찰손실값의 두 가지 조건중 어느 하나만을 충족하여도 된다. b) 헤더의 설계압력은 다음 기준에 따른다. 헤더의 설계압력 부스터 펌프 시스템의 설계압력+제어 압력편차 6.7 토출헤더와 압력탱크의 연결배관 토출헤더와 압력탱크 연결관에는 표준용량 펌프(한대)의 10% 유량 이 유속 2.5 m/sec 이하로 흐를 수 있도록 설계한다. 6.8 플랜지 부스터 펌프 시스템의 플랜지 설계에는 플랜지 설계압력 부스터 펌프 시스템의 설계압력 +제어 압력편차 로 선정한다. 6.9 압력스위치 및 압력센서 스위치 및 센서류는 별도의 시방이 없는 한 센서의 최고지침압력이 운전압 력의 1.2배 이상, 3배 이하의 지침값을 갖는 범위에서 선정한다. 7. 성 능 7.1 구조 8.1의 검사에서 2개항목 이상의 부적합한 사항이 발견되지 않아야 한다. 7.2 내압성 도장시험 8.2 및 8.3의 시험시 파괴, 균열, 누설, 기타 유해한 결함이 없어야 한다. 7.3 성능검사 8.4의 시험시 각 항에 적합하여야 한다. 8. 시험방법 부스터 펌프 시스템은 각 구성품의 조립장치이므로 개별적 검사보다는 시스템으로서의 시 방을 만족시키는지에 주안점을 둔다. 따라서 이 규격에서 검사하지 않는 검사규격(KS B 6 733 압력용기 기반 규격, KS B 6 733 원심펌프 사류펌프 및 축류펌프 시험 및 검사방법, KS B 6302 펌프토출량 측정방법 등)은 해당규격에 따른다. 8.1 구조시험 구조시험은 완성품에 대하여 다음의 개별 규격에 지정된 외관, 치수 등의 적합 여부를 검 사한다. 8.1.1 외관검사 외관검사는 다음 사항을 만족하여야 한다. a) 펌프 및 밸브가 유체의 흐름방향과 일치하는지를 확인한다. - 10 -
b) 입출구 헤더, 일체형 가대, 펌프, 밸브 및 압력용기의 변형상태를 확인한다. c) 각 구성품의 가공면 상태를 확인한다. d) 헤더가 수평으로 제작 및 설치되었느지 확인한다. e) 일체형 가대, 제어반, 펌프와 헤더의 내부청결 또는 표면결함 상태를 확인한다. f) 페인트의 상태(도막두께 및 벗겨진 곳이 없는지)를 확인한다. g) 명판에 기입된 내용과 시방의 일치 여부를 확인한다. h) 압력탱크의 공기주입구 및 보호 플러그 삽입 유무를 확인한다. 8.1.2 치수검사 치수검사는 강재의 두께와 길이로 구분하며, 압력탱크에 관한한 표 8에 따른다. 표 8 치수검사 검사항목 검사기준 비 고 제어반 두께 1.2mm이상 또는 계약사항 흡입 토출 헤더 배관두께 설계압력 기준 KS D 3576 외 압력용기 강판두께 설계압력 기준 KS B 6 733 바닥~토출헤더 중심 승인설계도서 기준 바닥~흡입헤더 중심 승인설계도서 기준 기타 계약사항 8.2 내압시험 제품을 완성하고 구조시험을 마친 후 성능검사를 실시하기 전에 내압시험을 하여야 한다. a) 내압시험은 수압으로 시행하며, 설계압력의 1.5배(다만, 압력탱크 제외)이상, 유지시간은 5분 이상으로 한다. b) 사용하는 압력계는 공인기관의 검교정을 필한것으로 2개 이상을 사용한다. c) 압력계 눈금판의 최대 지시도는 내압 시험압력의 1.5~3배의 압력을 지시하는 것이어야 한다. d) 내압시험시 제품내부에 공기가 남아 있지 않다는 것을 확인할 수 있어야 한다. 8.3 도장시험 도장전 표면처리는 깨끗해야 하며, 페인트는 상도, 하도 등 2회 이상으로 두께는 60μm 이상으로 하며, 이외의 것은 인수인도 당사자간의 협의에 따른다. 8.4 성능시험 a) 펌프는 각각의 유량, 양정, 동력 및 제시한 효율을 확인한다. b) 시스템의 순간 최대(급수)유량, 양정을 확인한다. 이 경우 설계값(시스템 총 유량 및 양정)의 ±5% 범위에서 합격으로 인정한다. c) 제시한 시방에서의 기능을 확인한다. 9. 제품의 호칭방법 제품의 호칭방법은 다음과 같이 규격명칭 또는 규격번호, 제어방식, 배관재질, 펌프 대수, 순간 최대급수유량 및 운전압력에 따라 조합한다. - 11 -
보 기 부스터 펌프 시스템 (SPS-KARSE B 0026-188) I 3 S 900/300 100 규격 명칭 또는 규격 번호 제어 방식 총펌프 대수 배관 재질 설계유량 총/각각LPM 운전압 력수두 10. 표 시 부스터 펌프 시스템이 설치된 상태에서 보기 쉬운 곳에 쉽게 지워지지 않는 방법으로 다음 사항을 표시한 명판을 부착한다. a) 펌프모델 및 총 펌프 수 b) 펌프 대당 동력 및 펌프 수 c) 압력탱크 모델, 용량(l, 리터) 및 봉입공기압력(kg f/cm².g) d) 운전압력(kg f/cm².g) 및 순간 최대(급수)유량(l/min) e) 제조일자 f) 제조번호 g) 중량 h) 제조자명 - 12 -
부속서 : 부스터 펌프 시스템의 순간 최대급수유량 산정(설계) 1. 급수량 산정(설계) 개요 하루의 급수량을 1일 평균 사용시간으로 나눈 시간평균 예상급수량, 하루중 가장 많이 사용하는 1시간 동안의 시간최대 예상급수량 및 하루중 물이 가장 많이 사용하는 순간 최대(급 수)유량등의 방법이 사용된다. 급수유량의 산정방법은 일반적으로 1.1 기구이용으로부터 예측하는 방법 1.2 인원수에 의한 방법 1.3 기구급수부하단위(FU)에 의한 방법 미국의 Hunter에 의해 개발된 방법 1.4 물사용 시간율과 기구급수단위에 의한 방법 HASS 일본급배수 위생설비 기준 1.5 실측치를 근거로 하는 방법 공동주택에 대해 일본에서는 여러 가지 실측데이타를 근거로 하 여 BL기 준을 제정함. 1.6 기타 방법 유럽에서 쓰고 있는 평방근법 등 2. 급수량 산정(설계) 2.1 위생기구수에 의한 방법 시간평균예상급수량=기구별사용량 기구수 사용빈도 동시사용율 (부표1 참조) Qh = Qd/T Qm = Qh x (1.5~2) Qp = Qh x (3~4) 60 여기서, Qd : 1일당의 급수량[l/일] Qh : 시간평균 예상급수량[l/시간] T : 1일 평균 사용 시간[시간/일] Qm : 시간최대 예상급수량[l/시간] Qp : 기구이용에 의한 순간 최대예상급수량[l/분] 부표 1 기구의 동시 사용율 (단위:%) 기구종류 기구수 1 2 4 8 12 16 24 32 40 50 70 100 대변기(세정밸브) 일 반 기 구 100 100 50 100 50 70 40 55 30 48 27 45 23 42 19 40 17 39 15 38 12 35 10 33-13 -
부표 1-2 각종 위생기구 수전의 유량 및 접속구경 기구종류 대변기(세정밸브) (세정탱크) 소변기(세정밸브) (세정탱크) (세정탱크) 수 세 기 세 면 기 싱크류(13mm수전) (20mm수전) 분수식 음료용기 살 수 전 일 반 욕 조 양 식 욕 조 샤 워 1회마다 사용량 13.5~16.5 15 4~6 9~18 22.5~31. 5 3 10 15 25 크기에 의한다. 125 24~60 1시간마다 사용회수 6~12 12~20 12 12~20 6~12 3 6~12 3 순시최대유량 (l/min) 110~180 10 30~60 8 10 8 10 15 15~25 3 20~50 25~30 25~30 12~20 접속관구경 (mm) 25 13 20 13 13 13 13 13 20 13 13~20 20 20 13~20 비 고 평균15l/회/10초 평균5l/회/6초 2~4인용 기구1개마다4.5l 5~7인용 기구1개마다4.5l 대욕조의 경우는 수전 및 급 수관 관경을 25~32mm 로 한다. 수량은 종류별로 크게 다르다. 2.2 인원수에 의한 방법 1일사용유량(Qd)=인원수(인) 1일평균사용수량(l) - 14 -
부표 2 인원수에 의한 방법 *1 건물종류 사용자 사용자 산출방식 1일평균 사용수량(l) 관공서 사무 소 사무소 재실자1인당 0. 2 인/ m2 1일평 균사용 시간(hr) 60~100l/인 9 재실자 0.2 인/m2 (사무실) *2 100~120 8 작업, 관리자 실제인원수 100~120 8 병상당 병상수 1,000~1,200 (500~800) 병원 요양소 외래환자 진료실등의 바닥면적 0.3 진료소 인/m3 5~10 10 4 의사 간호 부 직원 실제 인원수 110 8 단독주택 거주자 0.16 인/m2 200~400 10 비 고 남자50l/인, 여자100l/인, 사원식당 임대구역등은 별도가산 직원주방사용량은 별도 가산한다. 20~30(l/인 식) 14 병상부의 주방사용량 포함. ( )내는 진료소등 소규모의 경우 *설비내용등에 따라 상세히 검토 한다. 3.5인/호(방이 3개를 넘는 방의갯수에 부엌, 거실은 포함하지 공동주택 거주자 경우는 방1개 을 가산한다. 증가시 0.5인 1호가 방1개 250 12 않는다. 인 경우는 2인으로 한다. 기숙사(학교) 거주자 동시수용가능한 인원(정원) 250 12 주방사용량 포함 기숙사(군대) 거주자 상동 250~300 8 독신자숙소 거주자 상동 남자:250~300 (여자:28 0~330) 8 보육원 학생 정원 45 6 급식용을 별도 가산한다. 유아원 초등학교 교사 직원 실제 인원수 100~120 8 학교 내에서 조리할 경우 10~15(l/인 식) 급식센타로부터 반입하는 경우 5~10(l/인 식) 중고등학교 학생 정원 55 6 대학 교사 직원 실제 인원수 100~120 8 실험 연구용수는 별도가산. 연구소 0. 06 인/ m2 100~200l/인 8 소원1인당 공장 좌작업 입작업 0.3 0.1 인/m2 인/m2 60~140l/인 (남80, 여100) 8 1교대1인당 호텔전체 500~6000l/상 12 설비내용등에 따라 상세히 검토 호텔객실부 350~450l/상 12 한다.객실부만 계산시 호텔 0. 17 인 / m2 250~300l/인 10 객수 당 여관 0. 24 인 / m2 200l/인 10 사원 교회 참회자 1인당 10l/인 2 상주자 상근자분은 별도가산 도서관 관람자 1인당 25l/인 6 0.4인/m2 터미널역 승강객 1000인당 10l/ 1000인 16 열차급수 세차용수는 별도가산 보통역 승강객 1000인당 3l/ 1000인 16 종업원분 다소의 임대 분을 포함 극장 영화관 연면적1m2당 입장자1인당 25~40l/m2 0. 2~0. 3l/인 14 종업원분 공조용수를 포함 백화점 슈퍼마켓 연면적 1m2당 15~30l/m2 10 종업원분 공조용수를 포함 클럽하우스 15홀 150인 150~200l/인 방문자 사교클럽 30l/인 객1인당 나이트클럽 120~350l/인 객석당 다방 점포면적에는 주방을 포함 20~35l/객 55~ 1 30l /점포 m2 55~1 30l/객 음식점 상동 1 1 0~ 530l / 점 포m2 25~50l/식 사원식당 상동 80~140l /식당 m2 10 10 10 상동 음식센터 상동 20~30l/식 10 상동 이발점 객(이용자) (31)l/객 10 참고치 미용점 객(이용자) (85)l/객 10 참고치 *1 실제인원수가 명확한 경우는 그에 따른다. 다만, 장래의 증가도 예상하여야 한다. *2 사무실에는 사장실, 비서실, 중역실, 회의실 및 응접실을 포함. 주 1) 단위급수량은 설계대상급수량이고 연간1일평균급수량은 아님. 주방에서 사용되는 수량만 화장실 세정수등은 별도가산 상동 정성적으로는 스낵 국수 일식 양식 중국식의 순서로 많다. - 15 -
주 2) 비고란에 특기가 없으면 공조용수, 냉동기냉각수, 실험 연구용수, 프로세스용수, 수영장 사우나용수 등은 별도 가산한다. 주 3) 관리인등이 상주하고있는 경우는, 사용수량등을 공동주택에 준하여 가산한다. 주 4) 많은 문헌을 참고로 하여 표작성자의 판단에 의해 작성한 것임. 2.3 기구급수 부하단위(FU)에 의한 방법 미국의 Hunter에 의해 개발된 방법 급수기구의 종류와 용도에 따른 적절한 FU값을 선정하고 설치된 모든 기구에 대해 이를 합산하여 총FU값 을 구한 다음. 아래의 동시사용 유량선도(Hunter곡선)로부터 순간최대유량 최대급수량을 결정한다. 공식) 각 위생기구 개수 FU = 총 FU, Hunter Curve 동시사용유량 기구급수부하단위(R.B. Hunter 외) 부표 3 기구급수 부하단위(FU)에 의한 방법 기 구 명 수 전 대 변 기 세 정 밸 브 세 정 탱 크 소 변 기 세 정 밸 브 세 정 탱 크 세 면 기 급 수 전 수 세 기 급 수 전 의료용세면기 급 수 전 사무실용싱크 급 수 전 주 방 싱 크 급 수 전 요리장 싱크 급 수 전 혼 합 밸 브 식기세척싱크 급 수 전 연 합 싱 크 급 수 전 세 면 싱 크 (수세1개에 대해) 급 수 전 청소용 싱크 급 수 전 욕 조 혼 합 밸 브 샤 워 대변기가 세정밸브에 의할 경우 욕실 대변기가 세정탱크에 의할 경우 음 용 수 수 전 음용수 용기 볼 탭 온 수 기 급 수 전 살 수. 차 고 기구급수부하단위 공중용 사실용 10 5 5 3 2 1 3 3 4 3 5 2 4 4 4 2 2 5 6 3 1 0.5 3 2 3 3 2 2 8 6 1-16 -
2.4 기타 방법 2.4.1 유럽의 경우 유럽에서는 다음 식과 같은 평방근법을 사용하고 있다. Q = b(aㆍq E+cE) 여기서, Q;급수부하유량 (l/s) a;건물종류에 따른 계수(=1.0~3.0) b;급탕유무에 따른 계수(급탕계통에도 급수하는 경우는 1) c;아파트에 있어서 E의 값에 따른 계수 (아파트 이외의 건물은 0) q;급수부하단위 1에 대한 유량(0.2l/s~0.25l/s, 나라에 따라서 약간씩 다르다.) E;급수부하단위의 합계(일본, 미국 등의 FU값과는 다르다.) 2.4.2 기기의 사용수량에 의한 유량 산정 급수량의 산정에서는 건물의 용도. 사용 시간 및 사용 인원을 파악하는 한편 공조용수, 프로세서 용수 등도 파악해야 한다. a) 냉동기용 냉각수량 1)방류식의 경우 Q R1 = 60q R Rt R 여기에, Q R1 : 방류식의 경우의 사용수량[l] q R : 1USRT(1kW)마다의 냉각수량 (13) [l/usrt min] R : 냉동기용량[USRT] t R : 사용 시간[h] 2)냉각탑의 경우 Q R2 = 0.02Q R1, 여기에, Q R2 : 냉각탑 경우의 사용수량[l] b) 발전기용 엔진용 냉각 수량[l/USRT min] Q E = q EEt E 여기에,Q E : 엔진의 사용수량[l/일] q E : 1kVA h마다의 냉각수량(30~40)[l/kVA h] E : 발전기용 엔진용량[kVA] t E : 발전시간[h] c) 풀장의 경우 풀의 보급수량은 역세수량과 오버플로 수량으로, 대개 풀 용량의 5~20%정도이다. 풀의 보급수량 : Q = 0.05V[m3/일]=(0.05~0.2)V[m3/일] V : 풀의 용량[l] 수영장, 스포츠센터 * 역세수 : 풀 용량의 3~6% * 오버플로우 : 풀 용량의 5~20% - 17 -
2.5 공동주택의 순간 최대유량 설계법에 대한 검토 공동주택에서 순간최대유량은 Hunter 곡선에 의해 구한 동시 사용유량보다 상당히 낮게되는데 대략 1/2 정도이다. 그러나 30세대 이하의 소규모 주택에서는 Hunter 곡선에 가깝게 되어 가는 경향이 있다. a) 공동주택에서 순간최대유량을 구하는 방법 1Hunter 의 급수부하 단위에 의한 방법 2Murakawa 가 제시한 신급수 부하 단위에 의한 방법 3일본 B/L기준에 제시한 방법 4일본의 실측치를 기준(TOTO Formula)으로 제시된 방법 등을 고려해 볼 수 있다. b) Hunter에 의한 방법(부자료 그림 2 참조) 급수부하단위 FU값의 적산 Hunter Curve 동시사용유량 c) Murakawa에 의한 방법 FU(신급수부하단위)의 적산 Murakawa Curve 동시사용유량 d) B/L 기준 1인1일당 평균 급수량 :250l/일 인 1세대당 평균 인원수 : 4인/세대 일 때, 부표 4 B/L 기준 방법 0. 33 10호미만 : Q = 42 N 0. 67 10호~600호미만 : Q = 19 N 0. 97 600호 이상 : Q = 2.8 N 여기서, Q=순시최대부하유량(l/min) N=세대수 참조:BL기준 급수산정공식의 출전근거는 일본공기조화 위생공학편람 Ⅲ권 급배수 위생설비편 115페이지 주 1) B/L(Better Living)기준 ; 일본의 우량주택부품 인정기준. 일본의 주택부품 개발센터 에서 일본의 공동주택에 대한 실측치를 근거로 우수한 주택을 위해서는 이 런 정도의 급수설비용량을 갖추어야 한다고 제시한 기준으로서, 급수시스템 평정관계 도서작성요령, 참 고자료1의 내용 BL에 의한 유량은 부스터 펌프 시스템 선정을 위한 순시최대유량임. e) Hunter 1/3 기준 1에 의한 방법과 같으나 공동주택에서의 급수사용 경험을 고려하여, 적산된 FU값에 1/3을 곱하여 수정 한 후 Hunter Curve에 의해 동시 사용유량을 구한다 f) TOTO Formula Q = 8.83N 0. 78 [N=세대수, Q=순간최대유량(LPM)] - 18 -
순간최대유량 선도에서 Hunter에 의한 방법은 과대유량으로 되어 비경제적이고 Murakawa에 의한 물사용 시간 및 초과 확률을 고려한 이론적인 방범은 Hunter법보다는 계산결과가 작게 되나 실측치보다 많은 중간 정도의 값으로 되어 약간의 과잉설계가 될 우려가 있다. 따라서 일본의 B/L기준에 제시한 방법이 적정하다 고 생각되며, 일본의 실측치(TOTO Formula)를 기준으로 한 방법은 B/L보다 약간 낮게되어 위험율이 높다 고 판단된다. 우리 나라의 급수상황은 1일 1인당 사용수량이 일본보다 약간 많은 수치를 보이고 있으며 수 돗물 의 가격이 비교적 저렴하여 절수에 대한 인식이 미흡한 게 현실이다. 따라서 현재 수준으로는 B/L을 기준으로 하되 향후 생활수준의 향상에 대비하기 위해서는 10~20%정도의 안전율을 고려하는 것도 바람직 하다고 생각된다. FU * =Murakawa에 의해 제안된 신급수부하 단위 부표 5 공동주택 규모별 기구급수 부하단위 형(분양면적) 24 32 43 전용 면적(평) 18 25 33 실 구 성 2 DLK 3 DLK 4 DLK 거주인원/세대 3.5인 4인 4.5 화 장 실 수 1 1.5 2 EA FU FU * EA FU FU * EA FU FU * 세탁수전 1 2 4 1 2 4 1 2 4 욕조(샤워) 1 2 2 1 2 2 2 4 4 주방싱크 1 3 1.5 1 3 1.5 1 3 1.5 급 수 세면기 기구 1 1 1 1 1 1 2 2 2 대변기 1 3 1 1 3 1 2 6 2 서비스수전 1 2 1.5 1 2 1.5 2 4 3 계 13 11 13 11 21 16.5 급탕전 병용감안 11 9 11 9 18 13.5-19 -
그림 4 Hunter Curve에 의한 방법 그림 3 Hunter Curve에 의한 방법 - 20 -
SP S-KARSE B 0026-1 88 : 2004 부스터 펌프 시스템 해설 이 해설은 본체에 규정한 사항과 이에 관련된 사항을 설명하는 것으로 규격의 일부는 아니다. 1. 제정의 취지 공공주택이나 아파트 및 업무시설에서 급수설비는 기본설비로서 매우 중요한 역할을 하 고 있으며, 급수장치로서의 부스터 펌프 시스템은 최근 몇 년 사이에 공공주택과 상업용 건축물의 대부 분에 적용되는 추세에 있다. 대부분의 건설업체와 주택 아파트의 공공 건설기관인 대한주택공사에서도 급수시스템으로 종래의 고가수조 방식 대신 부스터 펌프 시스템을 표준으로 적용하는 추세에 있다. 그 러나 통일되지 않은 규격으로 설계, 구매, 시공 및 학계나 업계에서는 부스터 펌프 시스템의 검토단계에 서부터 불필요한 많은 시간과 노력을 기울이고 있다. 이에 일정수준 이상의 품질과 성능을 갖춘 제품을 생산 공급하여 생산자와 소비자를 만족시키고 국가의 경쟁력을 향상시키기 위한 기반규격을 제정하는데 그 취지가 있다. 2. 제정 경위 부스터 펌프 시스템에 대한 국내 외 규격이 제정되어 있지 않은 실정이다. 따라서 국내 제조업계의 사내규격과 제작시방, 설계 및 시공사 등 관련업계의 실태와 학계의 자료를 조사 분석하여 원안을 작성하였으며, 관계자들로 구성된 전문위원회를 개최하고 의견을 수렴하여 최종 규격안을 확정 하였다. 3. 적용 범위 이 규격은 여러 종류의 부스터 펌프 시스템(수도직결 가압급수 방식, 기압식, 산업 공업 용 및 단독주택 또는 10세대 미만의 소규모 등)중에서 공공주택, 상업용 건축물, 호텔 등의 용도로 국한 하였다. 논외의 제품을 포함하여 하나의 규격으로 통일하는 것은 각각의 고유한 기술발전을 저해할 뿐 만 아니라 규격화할 만큼 업계나 제조자의 통념이 일치하고있지 않다는 현실도 반영하였다. 4. 각 구성 요소의 내용 4.1 인용규격 본문의 규정과 기재사항 등을 인용한 최신 규격을 기술하였다. 4.2 정 의 인용 KS규격을 기초로 하여 일반적으로 통용되고 있는 용어를 정의하였다. 4.3 종 류 인용 KS규격인 압력용기 기반규격과 통용되는 용어를 기준으로 분류하였다. 4.4 구조 및 재료 부스터 펌프 시스템을 구성하는 최소 구성부품의 범위에서 규정하였다. 4.5 설 계 a) 부스터 펌프시스템 순간 최대급수유량 산정 규격의 객관성과 신뢰성 측면에서 부스터 펌프 시스템의 유량산정은 정례화된 개념이 아직 미흡한 단계로 다루기 힘든 부분이었으나 부자료로 첨부하는 것으로 대신하였다. 향후 본 자료의 계속적인 보완으로 한국 실정에 맞는 자료로 거듭 태어나기를 기대한다. b) 압력탱크 그 동안 부스터 펌프용 압력탱크는 국내업체의 제작과 수입품으로서 공인검사기관에 의한 - 21 -
검사 없이 동종의 적용코드(예, ASME SEC Ⅷ, DIV 1 또는 KS B 6733 등)에 준해서 제조사 자체의 설계, 제작 및 검사를 실시해 왔다. 한편 산업안전보건법 제34조 제1항 및 제6항에 의하여 산업안전공단 에서는 압력용기 제작기준 안전기준 및 검사기준 을 1991년 1. 3고시(고시 제 1990-82호)하여 압력용기 의 근원적인 안전성을 확립코자 하였다. 그러나 업계에서는 검사 해당사항이 아니라는 산업안전공단의 유권해석(산업안전공단, 검기 1023-444, 1996. 6. 5)을 근거로 검사를 받지 않고 있었다가, 최근(2000. 7 월)에 산업안전공단에서 검사대상임을 통보 받았다. 밀폐식 팽창탱크와 부스터 펌프용 압력탱크로 인한 사고사례나 그 가능성은 사실 미약하다. 한편에서는 굳이 검사를 해서 원가상승요인을 발생시켜야 하느 냐는 비판의 목소리도 있다. 급수압력탱크에 대한 미국이나 일본에서는 공인기관의 의무검사는 없다. 그 러나 일정이상의 품질확보가 필요한 것은 당연한 일임에 틀림없으며, 향후 제조물 책임법 등이 그 당위 성을 설명한다. 우리는 본 규격을 제정하면서 이런 문제를 숙제로 남기고, 규격화가 이루어지지 않아 설 계자, 제조자, 구매자 및 업계 전체가 부담하는 손실과 비효율성을 개선해야하는 사명으로 규격을 제정 한다. 4.6 시 험 조립 제품의 최소성능을 확보하는 방법과 범위에서 기술하였다. 4.7 검 사 일정 수준 이상의 품질수준을 확보하고, 품질보증을 하기 위한 항목을 기술하였다. 4.8 표 시 제품의 설치, 운전 및 보수를 할 경우 또한 제작자의 추적성을 확보하는데 필요한 사항들로 서 명판을 부착하도록 하였다. 5. 현안 사항 제품의 종류와 부품 하나 하나를 규정하지 않은 것은 제조자의 제품개선과 개발범위를 확장하기 위하였으나, 정량화 되지 않은 유량산정(설계)의 경우는 국내실정조사를 기반으로한 기반기술 과 자료가 미흡하여 구체적이지 못하고 또한 상세히 기술하지 못했다. 미흡하거나 부족한 부분은 향후 보완과 개선이 뒤따라야 할 것으로 본다. - 22 -
부스터 펌프 시스템 표준화 위원 명단 구 분 성 명 소 속 전화번호 위원장 유성종 수원과학대학 건축설비과 교수 031-350-2304 위 원 양재구 플로우테크(주) 사장 032-326-0602 차용빈 (주)알피노바이오 기술부 이사 02-563-8417 김용봉 (주)에이콘 기술연구소 소장 02-578-8131 차 영호 ( 주 )M K E& C 사 장 02-3452-0777 성낙승 前 그런포스펌프(주) 이사 031-499-2481 김정주 경성엔지니어링(주) 사장 032-563-8386 유현필 윌로펌프코리아(주) 기술부 부장 02-3471-6600 간 사 임형택 한국설비기술협회 사무국장 02-583-3673-23 -