소방펌프의 대수 분할(병렬 운전)에 따른 H-Q 곡선 변화

소방펌프의 병렬 운전을 위한 대수 분할

가. 펌프의 병렬 운전

고층건축물에서는 높이 때문에 고양정이 필요하지만, 면적이 큰 건물은 하나의 층 또는 하나의 방호구역이 넓어지는 것이므로 많은 토출량이 필요하다. 그러므로 특정소방대상물에 설치된 소화설비 펌프의 정격토출량(Q)이 많은 대용량의 펌프를 설치하여야 할 때, 저용량의 펌프 2대로 분할하여 병렬 운전하는 것이다.

 

나. 정격토출량 대비 초기 방수량이 적을 때

폐쇄형 스프링클러 헤드를 사용하는 경우 최대 30개의 헤드가 개방되는 것을 조건으로 산정된 펌프의 정격토출량은 2,400ℓ/min가 된다. 하지만 화재 초기에는 1개의 헤드만 개방될 것이므로 80ℓ/min의 방수량이 필요하게 된다. 그런데 화재로 헤드가 개방되어 배관의 압력이 저하되면 충압펌프 기동 이후 주펌프가 순차적으로 기동하게 된다. 이때 필요한 수량은 80ℓ/min 이지만, 실제 기동되는 펌프는 2,400ℓ/min의 대용량 펌프라는 것이다.

 

다. 대용량 펌프 대신 소용량 펌프가 초기 방수량을 담당하게 한다.

이렇듯 펌프의 정격토출량은 크지만 실제 방수되는 양은 적을 때 배관 및 부속설비에 무리를 주지 않도록, 2,400ℓ/min 대용량 펌프 대신 1,200ℓ/min 소용량 펌프 2대로 병렬 분할하여 초기 화재의 적은 방수량에 대응하는 것이다. 이후 폐쇄형 스프링클러 헤드가 지속적으로 개방되어 하나의 펌프로 감당하기 어려운 경우, 병렬 연결된 펌프가 동시 기동하도록 하여 전체 방수량을 충족시키는 방법을 사용한다. 그래서 주펌프 옆에 보조펌프가 존재하는 것이다.

 

 

동일한 펌프 2대를 병렬 운전하는 경우

 

성능이 동일한 펌프의 병렬운전시 H-Q 성능곡선 변화

① 분할하여 설치하는 2대의 각 펌프가 동일한 성능을 가지고 있으므로, 하나의 펌프가 기동되는 경우 펌프 성능곡선은 A-B로 나타난다. 운전점은 H1, Q1이다.

② 방수구의 추가 개방 또는 폐쇄형 스프링클러 헤드의 연속적인 개방에 따라 방수량이 더 필요하게 되는 경우 병렬 연결된 펌프가 기동한다. 2대가 동시 운전되는 경우 펌프 성능곡선은 A-C로 변화한다. 병렬로 연결된 펌프 2대를 동시 운전하는 경우의 운전점은 H2, Q2이다.

③ 펌프 2대를 동시에 병렬 운전할 때에는 Q2의 토출량이 형성된다. 그러므로 펌프 2대를 병렬 운전하는 경우, 펌프 1대가 각각 부담해야 하는 토출량(Q2/2)은 1대만 단독 운전할 때의 토출량(Q1)보다 감소하게 된다. H-Q 곡선에서 보듯이 펌프 2대를 병렬 운전하더라도 펌프 1대를 운전한 토출량의 2배가 되지는 않는다.

④ R은 저항곡선이다.

 

 

성능이 다른 펌프 2대를 병렬 운전하는 경우

가. 병렬 운전에 따른 H-Q 곡선 변화

 

성능이 다른 펌프의 병렬운전시 H-Q 곡선 변화

<다른 펌프 병렬 운전>

 

① 서로 성능이 다른 펌프를 나란히 설치하여 병렬로 운전하는 경우이다. 이 중 하나의 펌프는 A-A’의 성능곡선을 갖게 되는데, 해당 펌프의 운전점은 H2, Q2이다.

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

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

 

나. 성능이 다른 펌프를 병렬 연결하는 경우 주의할 점

① 성능이 다른 두 대의 펌프를 병렬 운전할 때에는 Q3의 토출량이 형성된다. 그러므로 펌프 2대를 병렬 운전하는 경우 펌프 1대가 각각 부담해야 하는 토출량(Q3/2)은 펌프 1대만 단독 운전할 때의 토출량(Q1, Q2)보다 감소하게 된다.

② 다만, 성능이 더 작은 B펌프의 경우에는 B펌프 1대만 작동할 때 형성되는 토출량(Q1)이 2대가 동시에 기동할 때 각각의 펌프가 분담해야 하는 토출량(Q3/2) 보다 높은 펌프가 되도록 하여야 한다. 그렇지 않으면 B펌프는 운전점(Q1) 이상의 토출량을 감당하지 못해 유체의 흐름에 저항 역할을 할 수 있기 때문이다.

  

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