저압식 건식밸브가 2차측을 저압으로 유지하는 원리

2차측을 일반 건식밸브보다 더 저압으로 유지할 수 있는 이유

가. 일반 건식밸브에서의 힘의 균형을 위한 2차측 공기의 압력

일반 건식밸브에서는 파스칼(Pascal)의 원리를 적용하여 힘의 균형을 맞추기 위해 2차측의 클래퍼 단면적을 1차측 보다 약 3배 ~ 5배 정도 넓게 유지한다. 그러면서 2차측의 공기 압력을 1/3 ~ 1/5 수준으로 유지할 수 있는 것이다. 이때 사용되었던 공식이 F1 = F2라는 힘의 균형을 맞추기 위해 P1•A1 = P2•A2 라는 압력과 면적의 공식이 이용되고 있다고 이전 글에서 설명했었다.

 

일반적으로 볼 수 있는 건식밸브

나. 저압식 건식밸브는 공기 압력이 힘의 균형을 맞추기 위해 필요한 것이 아니다.

그런데 저압식 건식밸브에서는 이런 파스칼의 원리를 응용하지 않는다. 힘의 균형을 유지하는 것이 아니라 건식밸브의 중간챔버 역할을 바꿈으로써 2차측 배관의 공기 압력이 중요하지 않게 설계한 것이다.

저압식 건식밸브의 클래퍼를 닫아주는 역할을 2차측의 공기 압력이 아닌 1차측의 가압수 압력이 작용하고 있기 때문이다. 그러므로 공기는 힘의 균형을 위한 압력이 의미가 없어졌기 때문에 저압으로 유지해도 상관이 없다.

 

다. 그러면 저압식 건식밸브에서 공기압력은 어떤 역할을 하는가?

2차측 배관의 공기압력은 감지기의 역할을 하는 것이라고 생각하면 된다. 따라서 2차측 배관에는 압력이 감압되는 것을 감지할 수 있도록 최소 1kg/㎠ 정도 이상의 공기 압력이 충전되고 있다. 그리고 헤드가 개방됨으로 해서 세팅된 압력에서 얼마만큼의 공기 압력이 감압되었을 때 엑츄에이터가 이를 감지하게 할까에 초점이 맞추어져 있다. 그러므로 공기압은 감지기 역할을 할 수 있는 정도의 압력만 있으면 충분하므로 저압으로 유지가 가능하다.

 

저압식 건식밸브 (출처 : 911 소방밸브)

그래서 저압식 건식밸브는 이런 차이점이 있다.

가. 2차측 배관의 압력을 저압으로 유지할 수 있어 소화수 방사시간이 빨라진다.

2차측 배관의 공기 설정압력이 더 낮아지므로 클래퍼가 작동되면 소화수의 이송시간이 단축된다. 일반 건식 밸브의 경우에는 1차측 소화수 압력 대비 1/3 정도의 압력으로 유지하지만, 저압식 건식밸브는 약 1/10의 압력(다만, 1kg/㎠ 정도의 압력은 있어야 배관 내 압력이 감압되는 것을 감지 가능함)을 유지해도 되기 때문에 소화수 이송에 유리하다. 따라서 헤드가 개방된 이후 소화수가 방사되는 시점이 빨라진다..

 

나. Water Columning의 영향을 최소화할 수 있다.

일반 건식밸브는 클래퍼를 누르는 힘이 공기압이나 Priming Water가 더해져서 힘의 균형 이상의 차압을 형성한다. 그리고 여기에 Water Columning이 존재하면 이상 차압으로 인해 클래퍼가 개방되는데 애를 먹는다.

그러나 저압식 건식밸브는 클래퍼를 누르는 힘이 1차측 소화수의 압력이다. 그러다가 1차측 소화수의 압력이 감압되었을 때 클래퍼를 잠그고 있던 렛지가 개방되는 것이므로 Water Columning에 영향을 거의 받지 않는다.

 

다. Air Compressor의 용량을 줄일 수 있다.

2차측 배관의 공기압을 저압으로 유지하는 것이므로 대용량의 에어컴프레셔가 필요하지 않다. 건식밸브가 설치되는 다수의 방호구역을 하나의 에어컴프레셔로 커버가 가능하다. 또한, 기존 일반 건식밸브에 사용되는 용량 대비 1/3 이하 소용량의 에어컴프레셔를 사용 가능하다.

 

라. 저압식 건식밸브에는 priming water가 필요 없다.

고압식 건식밸브는 클래퍼가 닫혀 있는 방식이어서 이 닫힘의 상태를 확인하기 위한 목적으로 Priming Water를 주입한다. 그러나 저압식 건식밸브는 닫혀 있다는 표현보다 1차측 가압수의 압력과 렛지에 의해 잠겨있다는 표현이 더 맞다. 제대로 잠기지 않으면 셋팅이 되지 않기 때문에 다시 세팅해야 한다. 따라서 저압식 건식밸브는 클래퍼의 닫힘 여부를 확인할 필요가 없으므로 Priming Water가 필요 없다.

 

마. Quick opening device 장치인 엑셀레이터를 설치하지 않아도 된다.

엑셀레이터(Accelerator)는 일반 건식밸브에서 클래퍼가 빨리 개방될 수 있도록 도와주는 Quick Opening Device이다. 2차측 배관의 공기압이 개방된 헤드의 오리피스로 빠져나가는 시간이 소요되므로, 클래퍼가 빨리 개방되지 못하고 있는 상황을 해결하려는 것이다.

그러나 저압식 건식밸브 시스템에서는 2차측의 공기압이 클래퍼 개방을 방해하는 요소로 작용하지 않는다. 2차측 배관 내의 압력이 감소되는 것을 감지할 수 있도록 감지기 역할을 위해 존재하는 것이므로, 급속개방장치인 액셀레이터를 설치하지 않아도 된다. 오히려 1차측 소화수 압렵을 감압하는 원리를 적용하기 위해 엑츄에이터를 설치한다.

 

저압식 건식밸브에 설치되는 엑츄에이터

 

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