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소화용 펌프에 관련된 이론

소화용 펌프에 관련된 이론

 

소화전을 다른 용도로 사용할때 주펌프와 예비펌프를 정지하여야 하는 이유

소방 충압펌프는 60 LPM입니다. 1분에 60리터 밀어냅니다.

스프링쿨러헤드 1개는 80LPM, 1분에 80리터를 쏫아냅니다.

소화전의 40mm 밸브는 130LPM, 1분에 130리터를 사용합니다.

보통 지하주차장이 있는 아파트 소방주펌프는 80LPM 스프링쿨러 10개 + 130LPM 소화전 5개를 기준으로설계되어 있습니다. 80 * 10 + 130 * 5 = 1,450 LPM, 소방 주펌프는 1분에 1,450리터를 밀어냅니다.

 

지하주차장 청소할떄 40mm 소화전 1개를 쓰면 1분에 130리터를 쓰는데( 사실 32mm 밸브를 연결 사용하면 더 적어집니다.) 1,450리터 빼기 130리터하면 1320리터가 남아서 소방 배관 압력이 상승합니다. (물론 릴리프밸브로 일부 물을 버려서 압력 상승은 일정수준에 한합니다.) 130리터를 사용하고 나머지 최대 1320리터를 버립니다.

 

구형 건물에서는 주펌프가 압력이 떨어지면 주펌프 기동, 압력이 올라가 정지, 다시 압력이 떨어져 기동을 반복하는 일이 벌어집니다. 모터가 기동할때 기동전류는 6배이상의 전류가 발생하여 코일의 온도가 올라갑니다. 기동과 정지를 반복할때 소방 주펌프 모터코일이 망가지거나, 마그네트 코일이 망가지는 경우가 발생하여 소방 주펌프가 고장날수 있는 확률이 있습니다.

이에 주차장 청소등 소화전을 사용할때는 소방 주펌프, 에비펌프를 정지로 놓고 충압펌프 압력만을 사용 하여야 합니다.

물론 어떤분들은 강한 압력을 내기 위하여 주펌프를 수동으로 사용하는 경우도 있긴 합니다. 개인적으로 소방펌프는 소방을 위해 서만 사용하기를 바랍니다.

 

소화용 주펌프와 예비펌프 자동정지를 없앤 이유1

2008년을 기준으로 화재안전기준에 가압송수장치 자동정지를 하지말라는 기준이 추가됐다. 

이유인즉, 기존처럼 셋팅압력이 되면 자동으로 정지되는 방식의 경우에는 

유사시 소화전을 사용하거나 스프링클러헤드가 개방돼 가압송수장치가 동작하면 셋팅압력에 자동으로 멈추고 압이 떨어지면 다시 동작하고 셋팅압력에 자동으로 멈추고 하는 과정이 반복되는걸 방지하고 일정압력을 유지하게 하여 소화작업에 충실하도록 하자는 것인데.. 

화재가 아닌 경우, 충압펌프가 고장난다거나, 압력스위치의 불량으로 인해 주펌프가 먼저동작한다고 하면, 주펌프가 동작되고 누군가 수동으로 정지시키지 않는한 계속동작을 할텐데...

소규모건물이야 그렇다 쳐도 대규모건물의 경우 주펌프의 용량이 대부분 클것으로 판단되는바 그 압력으로 인해 배관의 약한부분이 파손될수도 있고 또는 헤드가 밀려 물이 새고 심지어는 터질우려가 있기때문이다. 

자동정지가 되지 않도록 한 이유는 옥내소화전과 S/P겸용의 펌프를 사용시에 소화전 방수구를 한곳만 개방하게 된다면 금새 체절압력에 도달하게 되므로(일반적으로 정지점은 체절압력 미만이므로) 정지가 되고 다시 기동이 되는 단속운전이 생기기 때문입니다.(겸용 펌프가 아닐 경우도 포함)

 위의 경우가 아니더라도 설계상 법기준 이상의 토출량에 맞춰 설계된 펌프를 사용하는 곳에서 소화전 방수구 한곳이나 헤드 한두개가 개방된다면(기준 토출량 이하) 기동과 정지를 반복하는 현상이 생길수 밖에 없습니다.(사실 더 많은 방수구등이 개방되었다해도 어느 정도의 토출량을 방사하지 않는다면 체절압력에 가까워 집니다.)

 실제 이런 상황에서 소화전을 방사해보면 물이 나왔다 멈췄다하는 것을 아실 수 있습니다.

이렇기 때문에 충압펌프가 가압해주지 못할 정도의 감압이 생겼다면(충압펌프의 송출유량 이상의 토출량 발생시) 실제 화재로 보고 주펌프가 기동된 후 연속적인 방사를 하기 위해 자동정지가 되지 않도록 한 것입니다.

또한 잦은 기동으로 인해 MC나 전동기가 손상되는 것을 방지하기 위해서 이기도 합니다.

 하지만 정지점을 없애는 방법이 정형화 되어 있지 않기 때문에 현장에 따라 여라가지 임시조치를 하는 실정인데요..

압력스위치의 정지점을 체절압력이상으로 높여 정지가 되지 않도록 하거나(이 방법을 사용시 국내 사용되는 압력스위치는 DIFF 간격이 작기때문에 배관상에 평상시 고압이 걸리는 문제점이 있습니다.)

전기적인 방법으로는 자기유지회로에 타이머를 사용하여 법정 방사시간인 20분이상은 정지가 되지 않도록 하기도 합니다.

 위와같이 수동정지의 셋팅을 하기 위해서는 배관상 높은 압력이 생기기 때문에 과압보호조치가 필요합니다

(시스템릴리프밸브나 감압밸브 설치-큰 비용이 발생함..)

 

기존 펌프(법개정 이전 설치된 곳)의 경우는 정지점을 최대한 체절압력에 근접하게 셋팅하는 것을 권고하고 있구요.

(기동점과 정지점의 간격을 넓혀 단속운전 방지-역시 압력스위치 셋팅상에 어려움이 있습니다)

 

결론적으로 현재 법기준에 맞추자면 릴리프 밸브가 개방되어 배수가 진행되는 상황에서 주펌프가 계속 돌아야 한다는 말이 됩니다.(방사량이 어느정도 이상이라면 릴리프밸브의 개방없이 정상적인 운전이 가능하겠죠)

상시 근무자가 있는 곳이라면 수신반에서 금방 제어를 할 수 있지만 상주하지 않는 곳이라면 최소한의 보호장치가 없이는 피해를 볼수도 있는것이 사실입니다.

 

소화용 펌프 압력챔퍼 초기화

각아파트 기계실에 설치되어있는,소화 펌프가 자동으로 동작되기위해서 공기압을 이용하여 보조펌프,주펌프를 가동시키기위해 압력챔버가 설치되어있습니다.

각 아파트에서 물청소를 한다든지 아니면 화재진압시 물을 사용하게 되면 압력이 떨어지면서 보조펌프(충압펌프)기 작동되며 부족한 물을 채워주기위해 작동되는 공기 압력 챔버입니다.
탱크의 총 압력은 20kg용 이며(통산 10kg에 세팅을 합니다)릴레이가 3개가 달려있는데, 하나는 충압펌프,예비펌프, 주펌프 용 입니다.

잦은 사용과 작동으로 인하여 가끔씩 노킹현상이나 헌팅 현상이 발생되는데 이때에는 안에 공기가 많이 빠져 릴레이가 오동작을 하기 때문에 발생이 됩니다.

공기빼는법을 알려드립니다.

 전면에 보이는 앵글밸브는 평소에는 항상 열려 있어야 합니다.

공기압이 빠지면 이곳으로 물이 다시 채워집니다. 

1.MCC판넬에 소화전 펌프 스위치를 오토에서 수동으로 놓으신다음.

2.앵글밸브를 잡금니다.

3.탱크하단 드레인 밸브를 열고 물을 뺍니다.

 이때 상단에 있는 압력 게이지를 풀어서 상단으로 공기가 유입되어 물이 잘 빠지도록 합니다.

   안그러면 충분하게 물이 빠지질 않아서 하나마나가 됩니다..."주의"

4.물이 다 빠지면 드레인 밸브를 잠그고 압력 게이지를 다시 조립한다음 앵글밸브를 열어 물을 탱크 안으로 공급되게 합니다.

  이때 물이 차면서 상단 3/1 까지 상층부에 공기가 차게됩니다.

먼저 충압펌프만을 자동으로 바꾸시면 물이 들어가면서 압력이 부족하므로 모터가 가동이되어 저수조에 있는 물을 공급하기 시작 합니다.

 다차면 자동으로 펌프가 정지가 됩니다.
5.그 후 주펌프와 예비펌프의 수동으로 놓았던 스위치를 다시 오토로 놓으면 됩니다.

 

소화용 펌프 압력챔퍼 압력스위치 셋팅

압력 챔버는 공기 압력으로 작동이되는데 릴레이가 3개가 붙어 있습니다.

1개는 충압펌프(보조펌프) 2번째는 예비펌프 3번째는 주펌프 입니다.

 세팅 방법은 DIFF 스위치로 압력을 조정 하는데 통상 10kg압력 일때 3kg으로 하면 10-3=7 이므로

 압력이 7일때 동작되어 10일때 정지되는 것입니다.

작동 순서는 공기압이 빠져나가면 보조(충압펌프가 동작을 하게 됩니다.

 더많이 빠져나가면 예비펌프가 작동되고 나중엔 주펌프가 가동이됩니다.(주펌프가 가동이 않되길 바라시면 됩니다.)

압력게이지는 통상 11kgf  1mpa 로 세팅되는데 10m 높이의 압력을 1kg의 압력을 받는다고 가정할때의 예상 수치 입니다.

 아파트마다 다소 차이가 있으므로 한번 자신의 아파트 기계실에 압력게이지를 보시기 바랍니다.

 

 

 

소화용 주펌프와 예비펌프 정지 및 자기유지에 대하여

예전에 소방법이 바뀌기 전에는

모든 소화전펌프는 자동(REMOTE)운전 시 PS(압력스위치)에 의해 자동기동/자동정지 시스템이었는데

2008년 소방법이 바뀌면서 소화수 살수 시 일정한 압력을 유지하기 위하여 주펌프와 예비펌프에 한하여 자동기동/수동정지 시스템으로 바뀌었다.

이는 기동 시는 PS(압력스위치)에 의해 자동기동하지만, 정지 시에는 MCC(LOCAL)이나 화재수신반(REMOTE)에서 정지스위치로 수동정지 시켜야 한다는 것을 말한다.

 

참고  일단,  펌프가 자동기동을 하면 PS의 압력이 펌프정지점에 다달아도 수동정지 시키기 전 까지는 펌프가 계속 돌아야 하는데이런 기능을 부여하는 것을 '자기유지'라고 일컫는다.

 

보조(충압)펌프는 충압전용이므로 예전과 같이 PS(압력스위치)에 의해 자동기동/자동정지 시스템을 고수한다.

아래는 R형수신반의 소화펌프 기동모드 선택 조작부와 상태 표시부이다.

문제는 수동정지 시스템을 수신반에 두느냐, MCC에 두느냐 하는 것인데

내 개인의 생각으로는 MCC에 두는 것이 훨~ 타당성이 있다고 생각하는데

요즘 나오는 R형수신반은 주펌프와 예비펌프에 한해 자기유지회로를 내장시킨다.

 

고로 수신반을 뜯어고치거나 없는 것을 만들어 붙이기가 번거러우니 하는 수 없이 R형수신반의 자기유지기능을 사용하는 수 밖에 없다(또, 수신기 내부에 별도의 수동정지 출력단자도 없고 스위치도 없다. 다만 기동S/S를 정지상태로 했을 때 자기유지가 풀리게 되어 있다.)

 

만약, MCC에도 자기유지 기능이 존재하여 수신반과 중복된다면 MCC에서 자기유지회로를 죽여야 한다.

지금부터 '로컬(수동)상태 감시'회로에 대한 설명이다.

 

만약 MCC(로컬) 쪽에서 S/S(REMOTE)를 로컬 상태로 놓고 수동조작을 한 뒤 까마귀괴기를 먹은 관계로 로컬상태 그대로 방치했다고 하면, 

 

자동기동을 해야 하는 상황이 발생되어 수신반에서 로컬PS로부터 기동신호를 입력받아 로컬MCC로 펌프기동신호를 송출했을 때 펌프는 기동제어회로가 로컬상태로 되어 있기때문에 자동기동을 할 수가 없는 상태로 된다(유사 시에 이런 상황이면 화재진압은 꿈도 꾸지 못한다).

 

고로 이런 폐단을 방지하기 위해

수신반 측에서 MCC측의 S/S(REMOTE)가 REMOTE상태를 제대로 유지하고 있는 지에 대해 감시하는 회로가 '로컬(수동)상태 감시'회로이다.

 

S/S(REMOTE)가 REMOTE가 아닌 LOCAL 상태로 되어 있을 때만 수신반으로 경보입력신호를 보내는데 수신반에서는 MCC로부터 '로컬(수동)상태 감시' 신호를 받을 때만 설비작동 경보가 출력되므로 상태를 감지할 수 있다.

 

위 그림에서 하단부에 표시한 부분을 보면

MCC제작자 의도인지 설계자 의도인지는 몰라도 '로컬(수동)상태 감시'회로가 로컬이 아닌 리모트 상태일 때 출력을 보내게 되어 있다(7-11번 A접점).

(출력접점은 있으나 어디에도 사용하는 부분이 없는 접점임.)

고로 본인이 로컬상태일 때 경보출력이 나가게끔 회로를 수정했다(3-11번 B접점)