소방펌프의 대수 분할(직렬 운전)에 따른 H-Q 곡선의 변화

펌프를 대수 분할하는 이유

가. 펌프 대수분할의 의미

펌프를 대수 분할한다는 것은 수계 소화설비에 필요한 펌프를 설치할 때 하나를 설치하지 않고 두 개 이상으로 나누어서 설치하는 것을 의미한다. 층고가 높아 양정이 클 때는 펌프를 저층부와 고층부로 나누어 직렬 연결하고, 건물의 규모가 커서 토출량이 클 때는 펌프를 나란히 두 개로 나누어 병렬 연결하여 사용한다.

 

나. 소방펌프를 분할 설치하여 설비의 안전성을 높이는 것이다.

대용량의 소방펌프를 설치하게 되면 기동전류, 배관 및 부속설비에 전달되는 압력, 저층부에서의 과도한 방수압력 등에 영향을 주게 된다. 그러므로 특정소방대상물의 수계 소화설비 운영에 필요한 대용량의 펌프 대신, 소용량의 소방펌프를 두 개 이상 설치하여 직렬 연결 또는 병렬 연결하여 사용한다.

 

 

동일한 펌프 2대를 직렬 운전하는 경우 H-Q 곡선

가. 펌프의 직렬 운전

펌프의 직렬 운전은 양정(H)이 높을 때 사용한다. 고층건축물에서 고양정 펌프를 설치하는 것 대신, 저층부에 저양정 펌프를 설치하고 건물의 중간 부분에 저양정 펌프를 하나 더 설치하는 것을 말한다. 저층부에는 과도한 압력이 발생하지 않도록 하면서 고층부에서도 필요한 방수압력을 형성하는 방법이다.

 

나. 동일한 펌프 직렬 운전에 따른 H-Q 곡선 변화

 

동일 특성 펌프의 직렬운전시 H-Q 성능곡선

① 분할하여 설치하는 2대의 각 펌프가 동일한 성능을 가지고 있으므로, 지하층에 설치된 펌프 1대를 운전하는 경우 펌프 성능곡선은 A-B로 나타난다. 운전점은 H1, Q1이다.

② 고층부 화재시 고층부 방수구의 방수압력을 만족시키기 위해 고층부에 설치된 펌프를 동시에 운전하는 경우 펌프 성능곡선은 C-B로 변화된다. 직렬 연결된 펌프 2대를 동시 운전하는 경우의 운전점은 H2, Q2이다.

③ 펌프 2대를 동시에 직렬 운전할 때에는 H2의 양정이 형성된다. 그러므로 펌프 2대를 직렬 운전하는 경우, 펌프 1대가 각각 부담해야 하는 양정(H2/2)은 1대만 단독 운전할 때(H1)보다 감소하게 된다. 펌프의 성능곡선인 H-Q 곡선에서 보듯이 펌프 2대를 직렬 운전하더라도 펌프 1대를 운전한 양정의 2배가 되지는 않는다.

④ R은 저항곡선이다.

성능이 다른 펌프 2대를 직렬 운전하는 경우 H-Q 곡선

 

성능이 다른 펌프 직렬운전시 H-Q 성능곡선

<다른 펌프 직렬 운전>

 

가. 직렬 운전에 따른 H-Q 곡선 변화

① 서로 성능이 다른 펌프를 직렬 운전하는 경우이다. 이 중 하나의 펌프는 A-A’의 성능곡선을 갖는데 운전점은 H2, Q2이다.

② 나머지 하나의 펌프는 B-B‘의 성능곡선을 가지고 있고, 이 펌프의 운전점은 H1,Q1이다.

③ 성능이 다른 펌프를 동시에 직렬 운전하면 C-C’의 특성을 보인다. 이 경우 두 펌프의 직렬 운전에 따른 합성 운전점은 H3, Q3가 된다.

 

나. 성능이 다른 펌프를 직렬 연결하는 경우 주의할 점

① 성능이 다른 두 대의 펌프를 직렬 운전할 때에는 H3의 양정이 형성된다. 그러므로 펌프 2대를 직렬 운전하는 경우 펌프 1대가 각각 부담해야 하는 양정(H3/2)은 1대만 단독 운전할 때(H1, H2)보다 감소하게 된다.

② 다만, 성능이 더 작은 B펌프의 경우에는 B펌프 1대만 작동할 때 형성되는 양정(H1)이 2대가 동시에 기동할 때 각각의 펌프가 분담해야 하는 양정(H3/2) 보다 높은 펌프가 되도록 하여야 한다. 그렇지 않으면 B펌프는 운전점(H1) 이상의 양정을 감당해야 하는 체절운전 상태가 될 수 있기 때문이다.

 

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