스프링클러설비 가압송수장치에 설치하는 충압펌프의 정격토출량

충압펌프와 주펌프의 상관관계

가. 정상적인 누설량 발생

배관은 완벽한 밀폐가 쉽지 않다. 접합 및 용접으로 배관이 연결되므로 처음에는 밀폐된 상태라 하더라도 펌프의 기동에 따른 수격충격과, 배관 및 물의 하중, 그리고 설비의 노후에 따른 누설이 발생한다. 하지만 대규모의 누설이 아니므로 천천히 압력이 떨어지게 되고 이러한 상황에 압력을 채워줄 충압펌프가 필요한 것이다.

 

나. 배관은 곧바로 체절압력이 형성된다.

배관에서 일정 시간에 걸쳐 천천히 압력이 떨어지고 있는데 이를 감지하여 주펌프가 기동하게 되면 배관에는 순간적인 수격현상이 발생한다. 정상적인 헤드의 개방이 아니므로 토출량이 없는 상태에서 펌프가 기동하는 것이다. 그러면 곧바로 체절압력으로 이어지고 배관 내부에는 엄청난 압력과 충격이 가해진다.

 

다. 주펌프는 자동으로 정지하지 않는다.

게다가 주펌프는 한번 기동하면 자동으로 정지하지 못하게 하고 있다. 관계자가 수동으로 정지를 시켜주어야 하는데 만약 관계자들이 퇴근하고 난 후 또는 주말이라면 체절압력으로 운행되는 상태를 몇일동안 유지해야 하는 경우도 있다. 펌프의 고장 원인이 되고 배관에서의 누설 원인이 되기도 한다.

 

라. 충압펌프가 존재하는 목적과 역할

이러한 문제점을 해결하기 위해 충압펌프를 설치한다. 배관의 정상적인 누설과 같은 작은 압력의 변화를 감지하면 주펌프 보다 충암펌프가 먼저 기동하여 압력을 채워주는 역할을 한다. 압력은 채워주되 배관에 충격이 없도록 하고, 필요한 만큼의 압력이 형성되면 자동으로 정지하게 하여 주펌프의 고장이 없도록 하는 것이다. 주펌프가 배관 내 작은 압력의 변화에 민감하게 기동하는 것을 방지하는 것이다.

 

충압펌프의 정격 토출량

스프링클러설비에서 가압송수장치의 토출량

가. 스프링클러설비가 자동적으로 작동할 수 있는 토출량

스프링클러설비는 말단 헤드에서 0.1Mpa 이상의 압력으로 80ℓ/min 이상의 방수량이 형성되어야 한다. 주펌프 및 보조펌프는 헤드가 개방되었을 때 위와 같은 방수압력과 방수량이 형성될 수 있도록 배관의 압력을 충압시켜야 하고, 이에 상응하는 토출량을 가지고 있어야 한다.

 

나. 헤드의 방수량은 방수압력과 연관이 있다.

K-Factor가 80인 표준형 스프링클러에서는 Q = K√P를 적용하므로 방수량은 방수압력에 영향을 받는다. 따라서 스프링클설비가 자동으로 작동할 수 있도록 하기 위해서는 방수압력이 0.1Mpa 이상이어야 하고, 이에 따라 자동으로 방수량이 80ℓ/min 이상이 형성되게 된다.

충압펌프가 가져야 할 토출량

가. 충압펌프는 주펌프와 토출량이 다르다.

① 그런데 충압펌프의 토출량은 다르다. 배관 내에 0.1Mpa 이상이 되도록 압력을 충전하는 것은 주펌프와 동일하지만, 헤드에서 80ℓ/min 이상의 방수량이 형성되도록 하는 토출량의 성능을 가지는 것은 아니다.

② 즉, 충압펌프는 주펌프와 동일한 압력은 형성시키되 토출량은 80ℓ/min 이하의 토출량을 가져야 한다. 충압펌프의 토출압력은 충분해야 하고, 토출량은 작아야 한다는 것을 의미한다..

 

나. 충압펌프는 헤드 하나의 방수량보다 적은 토출량을 가져야 한다.

시중에서 사용되는 충압펌프는 토출량이 60ℓ/min인 웨스코펌프가 주를 이룬다. 헤드 하나가 개방되었을 때 방수량이 80ℓ/min 이상이므로, 충압펌프는 그 이하의 토출량을 가져야 하기 때문이다. 그래야 헤드가 개방되면 방수량의 부족으로 압력이 현저하게 저하되면서, 압력챔버의 압력스위치가 배관에서의 정상적인 누설이 아닌 헤드의 정상적인 개방으로 인식하고 주펌프를 기동시킬 수 있기 때문이다.

 

다. 충압펌프의 토출량이 헤드 하나의 방수량보다 더 많으면 안된다.

① 만약 충압펌프의 토출량이 80ℓ/min 이상이라면 어떤 상황이 발생할까? 화재로 인해 헤드 하나가 개방되는 초기 화재에서 충압펌프만으로도 헤드 하나의 방수압력과 방수량을 충족해 버리기 때문에 압력챔버의 압력스위치가 이를 인지하지 못한다. 그러면 주펌프는 기동하지 않아 초기소화에 실패하는 원인이 되는 것이다.

② 결국 화재가 확산되어 두 세개 이상의 헤드가 감열되어야만 배관의 압력이 저하되면서 주펌프가 기동하게 되는데, 이미 늦은 것이 된다. 이러한 이유로 충압펌프의 토출량은 헤드 하나의 방수량보다 더 적은 토출량을 가져야 하는 것이다. 그래야 헤드 하나만 개방되어도 주펌프가 기동할 수 있기 때문이다.

 

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