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기술지식/자동화기술

펌프 선정 요건

노구라 2011.01.18 09:35

01. 용도 : 사용 목적에 따른 급수, 일반양수, 순환, 소화전, 보일러보급 등 필요용도 표시
 
02. 전양정 TOTAL HEAD (m)
흡입양정과 토출양정 및 배관 길이와 유속에 따른 마찰손실 및 기구 등 기타 손실양정 표시.
만약, 마찰손실수두를 모를경우 다음의 사항을 체크한다.
1) 흡입수면부터 펌프까지의 수직 높이 및 길이와 배관경
2) 펌프로부터 토출수면 까지의 최고 수직높이 및 길이와 배관경
3) 각종 관이음의 종류와 수량
 
03. 유량 FLOWE RATE : 필요유량을 시간당, 분당, 초당 등으로 표시 (㎥/hr, ㎥/min, m3/sec, ㎥/day, LPM등)
 
04. 액질 :
액체에 대한 성질은 동력 및 펌프의 성능, 펌프의 재질, 축봉장치에 영향을 미치므로 다음 사항을 명기하는것이 좋다.
1) 액의 종류(청수, 해수, 산, 알카리 등)
2) 비중량(kg/㎥)
3) 온도
4) 점도(Poise, Centi-Poise)
 
05. 원동기 PRIM MOVER
1) 모터 또는 엔진 등 원동기의 종류 및 형식
2) 모터의 경우 전압, 극수, 주파수 등 기종 표시
3) 축 연결의 종류(직결, 벨트 등)
 
06. 펌프기종
용도 및 액질, 사양, 현장조건 등에 맞는 기종의 선정
1) 펌프 형식-다단벌루트, 다단터빈, 입형다단, 웨스코 등
2) 흡토출구의 방향-수평흡입, 수직토출 등
3) 펌프의 회전방향
4) 축 연결의 종류 (커플링직결형, 모터직결형, 벨트형 등)
5) 축봉장치 (그랜드패킹형, 메카니칼씰형 등)
6) 집수정 배수펌프의 경우 피트길이 등
7) 기타펌프 접액부에 대한 재질옵션 또는 기능상의 옵션
* 회주철(GC200), 닥타일(GCD450), 주강(SC450), 스테인레스 주물(SSC13종, 14종),
  청동(BC6) 탄소강(SM45C), 스텐봉(STS304, 316), 수지(플라스틱)등
8) 자동운전, 비자동, 자흡, 비자흡 등
 
전동기 여유율 API610 (Allowance of Motor)
전동기 용량 (Motor Capacity)
여유율 (α) (Allowance Rate)
19kW이하 (Below 19kW)
0.25
22kW ~ 55
0.15
55kW초과 (Ovwer 55kW)
0.10
 
01. 기구급수 부하단위(FU)에 의한 계산법
Roy B. Hunter에 의해 발견되어 미국에서 쓰이는 방법으로 급수기구의 종류와 용도에 따라 적절한 FU 값을 선정하고 설치된 모든 기구에 대해 이를 합산하여 총 FU 값을 구한 다음, 아래의 동시사용 유량선도(HUNTER 곡선)로 부터 순간 최대 급수량을 결정한다.
 

기구명
수전
기구 급수부하단위
공중용
개인용
대변기
세정밸브
10
5
세정탱크
5
3
소변기
세정밸브
5
세면기
급수전
2
1
수세기
급수전
1
0.5
의료용세면기
급수전
3
사무실싱크
급수전
3
주방싱크
급수전
-
3
조리장싱크
급수전
4
2
조리장싱크
혼합밸브
3
청소용싱크
급수전
4
3
욕조
급수전
4
2
샤워
혼합밸브
4
2
욕실세트
대변기-세정밸브
8
샤워
대변기-세정밸브
6
음수기
음수용수전
2
1
탕비기
볼탑
2
살수,차고
급수전
5
* 급탕수전과 병용하는 경우에는 1개 수전에 대한
* FU값을 위에서 제시한 값의 3/4으로 한다.
 
02. 기구수와 동시사용율에 의한 계산법
기구의 종류별로 (설치대수×1회당 급수사용량×1시간당 사용횟수)를 계산하고 설치기구수와 건물의 용도에 따라 적절한 동시사용율을 곱하여 적산 함으로써 순시 최대급수량을 결정한다.
 
기구종류
1회당
사용량(ℓ)
1시간당
사용횟수(▣)
순시최대수량
(ℓ/min)
접속관구경
(㎜)
비 고
대변기(세정밸브)
13.5~16.5
6~12
110~180
25
평균15ℓ/▣/10sec
대변기(세정탱크)
15
6~12
10
13
소변기(세정밸브)
4~6
12~20
30~60
20
평균15ℓ/▣/6sec
수세기
3
12~20
8
13
세면기
10
6~12
10
13
싱크(13㎜수전)
15
6~12
15
13
싱크(20㎜수전)
25
6~12
15~25
20
음수기
3
13
살수전
20~50
13~20
욕탕
크기에 따름
3
25~30
20
대형욕조는 급수관경 25~32A
양식욕조
125
4~12
25~30
20
샤워
24~60
3
12~20
13~20
종류에 따라 차이가 크다
 
기구종류\기구수
1
2
4
8
12
16
24
32
40
50
70
100
101~200
201~500
대변기(세정밸브)
100
50
50
40
30
27
23
19
17
15
12
10
30~20
20
일반기구
100
100
70
55
48
45
42
40
39
38
35
33
 
03. 공동주택의 급수부하 계산법
일본 우량주택 부품인정 기준에 의한 방법: 일본 건설성의 주택설비 품질기준(BL)에서 정한 공식에 따르면
 
* 1인 1일당 평균 사용수량:250
* 1호당 평균 인원수:4인
* Q:순간최대급수량(ℓ/min)
* N:호수
 
호수
N
순간 최대급수량
(ℓ/min)
호수
N
순간최대급수량
(ℓ/min)
호수
N
순간최대급수량
(ℓ/min)
5
72
200
662
700
1,611
10
89
250
768
800
1,833
20
142
300
868
1,000
2,276
40
225
350
963
1,500
3,373
60
296
400
1,053
2,000
4,459
80
358
450
1,139
2,500
5,536
100
416
500
1,222
3,000
6,607
150
546
600
1,387
4,000
8,733
 
04. 건물종류별 급수인수에 의한 방법
급수설비에서 기기, 배관 등 용량선정에 대해서는 그 물건에서 물의 사용법을 충분히 파악해야한다. 하루의 급수량을 1일 평균 사용시간으로 나눈 시간 평균예상급수량(Qh), 하루중 물이 가장 많이 사용되는 1시간의 시간 최대 ㅇ{상급수량(Qm), 및 하루중 물이 가장 많이 사용되는 순시치로 순간 최대예상 급수량(Qp)의 방법이 사용된다. 건물 종류별 급수 인원수로 순간 최대급수량을 구하기 위하여 ①~④의 순으로 구한다.
 
① 1일당 예상 총 급수량:
Qd (ℓ/day)
Qd=[1일 평균 사용수량]×[급수인원]
② 시간 평균 예상 급수량:
Qh(ℓ/h)
Qh=Qd/T [T:1일 평균사용시간]
③ 시간 최대 예상 급수량:
Qm(ℓ/h)
Qm=kf×Qh [k1=1.5~2]
④ 순간 최대 예상 급수량:
Qp(ℓ/min)
Qp=2×(Qm/60)=k2×(Qh/60) [k2=3~4]
* 학교, 공장, 영화관등 물사용량이 단시간에 집중되는 건물에서는 k1, k2의 값은 더욱 크게 잡아야 한다.
 
건축물의 종류
1일 평균사용량(ℓ)
1일 평균시간
사용인원
유효면적당 인원
유효면적/연장(%)
사무소
100~120
8
근무자1인당
0.2인/㎡
임대:60
일반:55~57
관청, 은행
100~120
8
직원1인당
0.2인/㎡
사무소와 동일
병원
고급:1000 이상
중급:500 이상
기타:250 이상
10
1병석당
외래객:8
직원:120
기타:160
1병석 3.5인
45~48
사원, 교회
10
2
방문신도1인당
극장
30
5
객석1인당
53~55
영화관
10
3
연장인원
객석에 대해 1.5인
백화점
3
8
손님1인당
점원:100
1.0인/㎡
55~60
점포
100
7
상주:160
0.16인/㎡
소매시장
40
6
각1인당
1.0인/㎡
공공식당
15
7
각1인당
1.0인/㎡
요리점
30
5
각1인당
1.0인/㎡
Bar
30
6
각1인당
나이트클럽
120~350
객석당
주택
160~250
거주자1인당
0.16인/㎡
저택
250
8~10
거주자1인당
0.16인/㎡
50~53
아파트
160~250
8~10
거주자1인당
0.16인/㎡
42~45
아파트(부엌無)
100
8~10
거주자1인당
45~50
기숙사
120
8~10
거주자1인당
0.2인/㎡
호텔
250~300
8
객수당
0.17인/㎡
여관
200
10
객수당
0.24인/㎡
크럽하우스
150~200
10
내방자
15홀 150인
초등,중학교
40~50
5~6
학생1인당
0.25~0.14/㎡
58~60
80
교사1인당:100
6
학생1인당
0.1인/㎡
연구소
100~200
8
연구원1인당
0.06인/㎡
도서관
25
6
관람자1인당
0.4인/㎡
60~140
(남:80/여:100)
8
교체1인당
착석작업0.5m
입석작업0.1m
정차장
3
15
승강객수
 
05. 기기에서의 사용수량
ㆍ냉각탑 보급수량(개방형)
  보급수량(LPM)=보급계수(0.02)×냉동기용량(usRT)×냉각수량(13~19 Lpm/RT)
ㆍ엔진용 냉각수량 (비상발전기)
  냉각수량(ℓ/h)=30~40ℓ/h×발전기용량(KVA)×발전시간(h)
ㆍ목욕탕, 사우나 시설의 급수량 계산
  급수량(LPM)=샤워설치갯수×15LPM/EA×동시사용율(1.0)
ㆍ압축식:13 Lpm
ㆍ습수식:18 Lpm(이중효용)
 
펌프의 양정이라 함은 물을 양수하는데 있어 보낼수 있는 수직높이를 말하는 것으로 실제수직높이에 관의 길이, 관의 직경에 따른 손실을 수직 높이로 환사하여 합한 정양정(Total Hsad)을 말하는 것입니다. 그런데 이 양정을 수직 높이로 환산하는 것이 그리 쉬운일이 아니며 관당, 관경, 수량 관의 상태, 물의 온도 등에 따라 달라지는 것으로 잘목하여 너무 크게 잡으면 불필요한 고압펌프가 될뿐만 아니라 실제는 낮은 상태에서 운전되므로 물은 많이 나가더라도 과부하의 위험이 있고 손실양정을 너무 적게 잡아 펌프를 선정하면 실제는 높은 상태로 물이 전혀 나오지 않거나 적게 나가게 되므로 적절히 선택치 않으면 실패하는 일이 생깁니다.

전양정(Ht) =
A. 흡입실양정(Hs) Actual Head of Suction
+B.토출실양정(HD) Actual Head of Delivery
+C.유속양정(Hv) Head of Flow Velocity
+D.관손실양정(Hf) Head of Friction
Pump Head is the vertical height to which pump can
take up water and the total head is calculated by a-
dding converted vertical height of the losses accor-
ding to the length and caliber of pipe to the actual
vertical height. However, it is not so easy to convert
the head into vertical height, because it is changed
according to the length, caliber, quantity and cond-
ition of pipe and the water temperature.in case the
loss head is calculated too much, it can be an unn-
ecessarily highpressure pump and also has a risk of
overloading despite more water comes out and it is
actually run with the lower pressur in case the loss
head is calculated too less, water actually does not
com out and comes out less with higher pressure.
Therefore, it is very important to calculate loss head
properly.
 
A. 흡입실양정(m):
펌프의 흡입구 중심선에서 흡입면까지이 수직높이
A. Actual Suction Head (m) :
The vertical height from the center line of pump Suction inlet to the Suction water level.
B. 토출실양정(m):
펌프의 흡입구 중심선에서 저수조의 최고 수면까지의 수직높이
B. Actual Delivery Head (m) :
The The vertical height from the center line of pump Suction inlet to the highes water level of storage tank.
C. 유속양정(m):
흡입과 토출관경의 차이에서 오는 것으로 관경이 같은 경우 전혀 없고 다른 경우도 무시할수 있을 정도로 그 값이 작음
C. Head of Flow Velocity(m) :
This is caused from the difference of suction and discharge caliber. Lf bath caliber is equal, the value is zero, but even though there is difference, the value is small so that we can ignore it.
D. 관손실양정(m):
손실양정의 계산방법은 여러가지가 있지만, 약식으로 계산하는 방법은 구경별 관손실도표 참고바람.
D. Head of Friction Loss (m) :
there are several calculation methods, but please refer to the pipe loss chart by caliber on the page92, as for the summary calculation
 
Friction Loss of piping components (converted to the length of straight type horizontal pipe)(unit:m)
부속품\관경(㎜)
15
20
25
32
40
50
65
80
100
125
150
90 엘보우 Elbow
0.60
0.75
0.90
1.20
1.50
2.10
2.40
3.00
4.20
5.10
6.00
45 엘보우 Elbow
0.63
0.45
0.54
0.72
0.90
1.20
1.50
1.80
2.40
3.00
3.60
90 T지관 Branch Pipe
0.90
1.20
1.50
1.80
2.10
3.00
3.60
4.50
6.30
7.90
9.90
90 T주관 Main Pipe
0.18
0.24
0.27
0.36
0.45
0.60
0.75
0.90
1.20
1.50
1.80
게이트 밸브 Gate Valve
0.12
0.15
0.18
0.24
0.30
0.39
0.48
0.63
0.81
0.99
1.20
글로브 밸브 Glove Valve
4.50
6.00
7.50
10.5
13.5
16.5
19.5
24.0
37.5
42.0
49.5
 
기구명 최저필요압력(kgf/㎠) 기구명 최저필요압력(kgf/㎠)
일반수전 0.3 샤워(온도조절식) 0.7~1.2
혼합수전 0.5 샤워(일반) 0.5
대변기(세정밸브) 0.7 순간온수기 4~5호 0.4
대변기(세정밸브) 0.4 순간온수기 7~16호 0.5
소변기(세정밸브) 0.3~0.5 순간온수기 22~30호 0.8
샤워(혼합식) 0.7~0.9 정수위밸브 0.3~0.5
 
건물용도 최고필요압력(kgf/㎠) 건물용도 최고필요압력(kgf/㎠)
단독주택 2이하 병원, 호텔 3~4
공동주택(아파트) 3~4(8~10층) 일반업무용 건물 4~5
* 이 이상이 될 경우에는 층간 공급압력을 안정시키기 위해 하층부에 대해서 중간탱크나 감압밸브를 설치하여
  급수압력을 조정해 주어야 한다.
ㆍ펌프위치는 저수조 수위보다 낮게 위치.
ㆍ저수조가 펌프보다 낮은 위치일때는
   NPSH와Air 처리에 유의할 것.
 
원심펌프는 흡입양정이 과다하면 Cavitation의 발생으로 유량 및 압력의 저하 또는 흡상작용을 상실하게 된다.
따라서 펌프가 설치될 조건에서의 유효 NPSH는 펌프의 필요 NPSH값 이상이 되어야 한다.
 
If suction head is excessive in a centrigual pump, flow rate and pressure may be reduced or suction function may be weakened due to occurrence of cavitaion. Therefore, net positive suction head in the where the pump is installed shall be higher than the required NPSH value of the pump
 
 
Hsv : Net Positive Suction Head(m) Hsv : Net Positive Suction Head(m)
Pa : 흡입수면의(절대압력) (kg/㎡) Pa : Pressure of suction Water level (Absolute pressure) (kg/㎡)
Hs : 흡입양정(m)흡상일때(-)압입일때(+) Hs : Sustion Head(m) in case of svction(-)and in case of unlet pressure(+)
: 액의 단위 체적의 중량(kg/㎥) : Fluid weight of unit volume(kg/㎥ )
 
예)
① 수온 25℃, 흡입양정 -6m 흡입관내의 손실을 무시하면 ① Water tempetature25℃, Suction head -6m
흡입관내의 When loss un the suction pipe is ignored.
② 수온 60℃인 경우
② in case that water temperature is 60℃
③ Hs=4m압입, 수온 100℃인 경우
③ Hs=4m압입, water temperature 100℃
 
 
01. 펌프설치시 주의사항
① 흡입수면에 가까이 설치할 것. -펌프에 따라 흡입양정이 상이하나 보통 5~8m이상이면 흡입불능임.
② 관경이 클수록 유속이 느리므로 손실이 적기 때문에 배관은 펌프 구경보다 최소한 같거나 클것.
③ 저수조가 펌프보다 낮은 조건에서는 수면으로 부터 펌프 쪽으로 최소 1/50이상 올림구배가 되도록 설치할것.
④ 흡입조건에서는 후드 밸브가 수조속에 항상 잠기도록 하부에 설치할것.
⑤ 흡입측 수면이 펌프보다 높을 때는 관계없지만 흡입측 배관중 관이 펌프보다 낮다 하더라도 올라갔다 다시 내려오는 (Ω형) 곳이 있으면 작동 불능임.
 
 
⑥ 펌프-모터-연결커플링 등이 이동중 틀어짐이 없나 점검 및 확인하고 조정후 안착할것(진동발생)
⑦ 배관시 펌프 내부에 용접 슬래그 등 이물질이 들어가지 않도록 할것(임펠러 파손 및 작동 안됨)
⑧ 배관 연결시 펌프가 틀어지지 않도록 조임하고 배관으로 인해 펌프가 힘받지 않게 할것(진동, 케이싱크랙)
⑨ 펌프 배관 플랜지 볼팅은 조금씩 교번 조임한다. (플랜지 크랙방지)
 
02. 설치 완료후 시운전 방법
① 펌프축과 모터축의 축심이 일치하는지 점검하고 원만히 돌아가는지 확인한다. (초기 기동불량 방지)
② 기동전 펌프 내부에 물을 가득 채운다. (물이 빠지지 않아야함) (공회전시 펌프 고장) #씰 장착용 펌프는 공회전 절대 금지
③ 첫 기동이나 모터 배선작업을 다시 하였을 때에는 회전방향을 확인한다. (역회전 펌핑 안됨)
④ 우선 토출밸브를 잠그고 펌프를 가동시킨 상태에서 에어벤트를 열어 펌프 내의 공기를 완전히 제거한다.
⑤공기제거 완료 후 토출밸브 아래에 있는 압력제이지를 확인하여 펌프 명판에 표기된 양정보다 높은 압력이 뜨는지 확인한다. (명판에 표기된 압력보다 높게 올라가야 펌프 정상임) (압력 1kgf/㎠=10m)
⑥ 펌프압력 정상임이 확인되면 토출밸브를 천천히 열어 명판상의 양정압력에 맞추어 사용한다. (과부하 방지)
 
03. 사용중 유지방법
① 펌프 기동시 펌프 사양에 따른 운전사항을 확인하고 모터 전류를 측정하여 최적의 상태로 운전되는지 확인
② 정시적으로 펌프내의 공기를 제거하여 최적운전 될 수 있도록 수시점검 요망
③ 패킹장착용은 축 또는 슬리브에 윤활이 부족하여 과도하게 마모됨을 방지하기 위하여 패킹누르개를 조정하여 운전시 항상 액체가 조금씩 흘러 나오도록 하여 과다 누수시에는 잠가주거나 정기적으로 패킹 보충시킴.
 
 
 
01. 상수도용 펌프
a) 취수.송수펌프 (수량 변화가 비교적 적고 전부하운전시)
계획취수량(m3/day)=계획1일 최대급수량x(1.1~1.51)
계획송수량(m3/day)=계획1일 최대급수량
계획1일최대급수량=계획1인1일최대급수량x계획급수
 
02. 간이수도용 펌프의 표준
수압은 배수관에서부터 각급수관의 분기점에서 1.5kg/cm2 보통이다
 
 

출처 :  대영파워펌프
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