안녕하세요. 오늘은 건축설비 공사 중 약간 특수한 사우나 시설에 대해 알아보려고 합니다. 필자는 시공 중인 현장에서 사우나 시설이 있어 운이 좋게 시공해 볼 수 있었습니다. 그 과정에서 배웠던 내용과 시공 시 주의하고 미리 협의해야 할 사항, 그리고 전체적인 계통을 통해 한 번 사우나 공사를 다뤄보도록 하겠습니다. 그리고 이번 사우나 계통은 별도 보일러가 아닌 지역난방 중온수 시스템을 사용한 방식입니다. 약간은 복잡할 수 있지만 천천히 읽어보시면 쉽게 이해할 수 있으실 겁니다.
1. 사우나 온탕 계통도 및 장비, 구성
위 계통도를 통해 사우나 중 온탕에 대한 계통 및 설비 구성을 알아보도록 하겠습니다.
- ⓐ 환수관 : 탕에서 사우나기계실로 물을 환수하는 관
- ⓑ 공급관 : 사우나 기계실에서 여러 과정을 마친 후 탕으로 공급하는 관
- ⓒ 헤어케쳐 : 탕에서 환수된 물에서 머리카락 등을 걸러주는 거름망 펌프 전단에 설치됨
- ⓓ 순환펌프 : 탕의 물을 순환시키는 펌프
- ⓔ 샌드여과기 : 환수된 물에 남아있는 각질 등 이물질을 걸러내 주는 여과기
- ⓕ 약품주입장치 : 탕의 소독을 위한 약품을 주입하는 장치 여과기 전단에 설치
- ⓖ 열교환기 : 온도가 식은 환수된 탕수를 지역난방 중온수와 열교환하여 재열 하는 장치
- ⓗ 3 WAY MOTOR VALVE : 지역난방 중온수관(1차측)에 설치되며, 탕의 온도에 밸브방향이 바뀌어 중온수를 열교환기로 공급하거나, 열교환기를 거치지 않고 바이패스 시키는 밸브
- ⓘ 3 WAY MIXING VALVE : 탕의 수위가 낮아서 물을 보충할 때 급수(찬물), 급탕(뜨거운 물)을 적절히 섞어주는 밸브
- ⓙ 2 WAY CONTROL VALVE : 탕보충관의 설치되며, 탕의 수위가 낮을 때 수위감지기로부터 전기적 신호를 받아 밸브가 열려 보충관을 통해 탕에 물 공급
- ⓚ 탕보충관 : 탕의 물이 소실되어 수위가 낮아졌을 때
- ⓛ 링브로워 : 탕에 설치된 에어매트에 공기를 불어넣어 주는 장치
- ⓜ 에어관 : 탕에 설치된 에어매트에 공급되는 공기 이송관
- ⓝ 에어루프관 : 에어매트 전단에 탕 수위보다 약 600mm 정도 높게 루프를 틀어 에어관 내 물 역류를 방지하는 관
- ⓞ 에어매트 : 탕에 설치되며 탕 내에 공기 방울을 일으키는 매트
- ⓟ 에어 드레인관 : 에어관에 물이 유입되거나, 매트 내 물을 드레인 시킬 때 쓰는 관
- ⓠ 수위감지기 : 탕의 수위를 감지하고, 이를 중앙컨트롤 판넬로 보냄
- ⓡ 탕온도센서 : 탕의 온도를 감지하고, 이를 중앙컨트롤 판넬로 보냄
2. 사우나 온탕 작동 원리
다음은 온탕 흐름을 통해 작동 원리를 보도록 하겠습니다.
1) 온탕의 순환 및 열교환(가열) 과정
먼저 ⓓ순환펌프가 작동하면 ⓐ환수관을 통해 탕의 물이 기계실로 유입됩니다. 그 후 순환펌프 전단에 설치된 ⓒ헤어케처를 거쳐 머리카락, 큰 이물질 등을 걸러낸 뒤 ⓒ샌드여과기로 유입됩니다. 샌드여과기에서는 각질 등과 같은 미세한 이물질을 거르게 되고, 이후 열교환기로 유입됩니다. 열교환기에서는 보통 35℃ 정도의 환수된 탕수가 유입되고, 열교환을 통해 38~40℃의 높은 온도로 재열됩니다. 이때 1차 측 지역난방 중온수배관에서도 75℃의 중온수가 유입되어 환수된 탕수를 열교환하고, 55℃로 낮아진 중온수는 다시 지역난방 환수관을 통해 환수됩니다. 이때 만약 환수된 탕의 온도가 38~40℃로 재가열이 필요 없는 상황이라면, ⓗ 3 WAY MOTOR VALVE의 방향이 바뀌어 중온수를 열교환기를 거치지 않고 바로 환수될 수 있게 하여 별도의 열교환을 하지 않게 합니다.
2) 수위가 낮을 때 탕보충 과정
만약 탕에 있는 물이 넘쳐 소실되어 수위가 낮아지면 어떻게 되는지 알아보도록 하겠습니다. 탕에 있는 수위조절관에 설치된 수위감지가를 통해 수위의 높고 낮음을 감지합니다. 이때 설정된 값보다 수위가 낮아지게 되면 중앙컨트롤 판넬에서 ⓚ탕보충관에 설치된 ⓙ2 WAY CONTROL VALVE로 신호를 보내 밸브를 개방합니다. 그러면 ⓘ3 WAY MIXING VALVE에서 급수와 급탕이 섞인 보충수를 보충관을 통해 탕순환계통에 공급하여 탕의 수위를 높이게 됩니다. 그 후 충분히 수위가 높아지면 다시 2 WAY CONTROL VALVE를 닫아 탕보충을 중단합니다.
3. 사우나 냉탕 계통도 및 장비, 구성
위 계통도를 통해 사우나 중 냉탕에 대한 계통 및 설비 구성을 알아보도록 하겠습니다. 다만 ⓐ ~ ⓚ까지는 위 온탕 계통도와 동일하기 때문에 생략하며 ⓛ냉동기부터 설명하겠습니다.
- ⓐ ~ ⓚ : 위 사우나 온탕 내용과 동일하여 생략
- ⓛ 냉동기 : 열교환기에 유입되는 냉수(7℃)를 생성하는 장치
- ⓜ 실외기 : 냉동기에서 냉수를 냉각시킬 때 흡수한 열을 방출하는 장치
- ⓝ 냉수순환펌프 : 냉수를 열교환기와 냉동기 사이를 순환시키를 펌프
- ⓞ 팽창탱크 : 냉수의 온도변화에 따른 유체의 팽창과 축소를 흡수하는 장치
- ⓟ 감압밸브 : 냉수 보충관에 설치되어 보충되는 냉수의 유체압력을 낮춰 줌
- ⓠ 수위감지기 : 탕의 수위를 감지하고, 이를 중앙컨트롤 판넬로 보냄
- ⓡ 탕온도센서 : 탕의 온도를 감지하고, 이를 중앙컨트롤 판넬로 보냄
4. 냉탕 작동 원리
다음은 냉탕의 작동 원리를 알아보겠습니다. 그러나 위에 온탕의 작동원리에서 배운 "수위가 낮을 때 탕보충 과정"은 온탕과 동일하므로 생략하고 "냉탕의 순환 및 열교환(냉각) 과정"에 대해서만 다루겠습니다.
1) 냉탕의 순환 및 열교환(냉각) 과정
냉탕의 순환은 위 온탕의 순환과 2차측(탕에 직접 연결된 순환계통)은 동일하여 생략하고, 1차측 만 설명드리겠습니다. 온탕의 1차측이 지역난방 중온수가 들어왔던 것과 달리 냉탕에서는 냉동기에서 냉각된 7℃의 냉수가 열교환기로 공급됩니다. 이때 ⓝ냉수순환펌프가 작동하여 냉수가 순환하고, 열교환기를 거친 후 7℃에서 12℃로 온도가 상승한 냉수는 다시 ⓛ냉동기로 유입됩니다. 냉동기 내에서는 온도가 올라간 냉수의 열을 흡수하여 다시 7℃의 냉수로 냉각하여 주고, 이때 흡수한 열은 ⓜ실외기를 통해 외부로 방출됩니다. 이렇게 냉수 공급된 열교환기에서는 2차측의 20℃의 냉탕의 탕수를 17℃까지 낮춰 냉탕의 온도가 유지되게 합니다. 그리고 온탕과 마찬가지로 냉탕 환수 온도가 충분히 낮아 열교환기 별도로 필요 없는 상황이면 ⓗ 3 WAY MOTOR VALVE 방향을 바꿔 냉수가 열교환기를 거치지 않고 바이패스 되게 합니다.
5. 건식 사우나 전기계통도 및 작동원리
다음은 사우나 내에 설치되는 건식 전기스토브 사우나의 전기계통 및 작동원리에 대해 알아보도록 하겠습니다.
건식 사우나는 사우나실 내부에 전기스토브가 설치되고, 천장에는 화재를 감지하는 감지기가 설치됩니다. 벽면에는 사우나 내부 온도를 감지하는 온도센서와 온도를 표기해 주는 디지털 온도계가 설치되어 있습니다. 그리고 감지기와 스토브의 전원, 온도센서는 기계실 내부에 있는 중앙컨트롤 판넬로 연결되고 그리고 다시 중앙컨트롤 판넬에서, 탈의실 내에 로컬 컨트롤 판넬로 이어지게 됩니다. 이로 인해 스토브의 작동은 로컬판넬과 중앙판넬 둘 다 조작이 가능하게 됩니다. 그리고 사우나 온도가 설정 온도 이상이 되면 전기스토브의 전원을 차단하여 과열 및 화재를 예방합니다.
6. 사우나공사 시공 시 주의사항 및 확인해야 할 사항
1) 탕의 바닥 마감은 슬라브보다 약 200mm 이상 높아야 함
탕의 바닥 마감 높이를 확인하여 약 200mm 이상 확보를 해야 합니다. 그 이유는 에어매트 설치 시 탕 하부에 설치되고 에어매트로 공기를 공급해 주는 에어관까지 탕 바닥에 깔리기 때문에 에어매트 두께와 배관 두께를 고려하여 건축팀과 협의를 해야 합니다. 따라서 에어매트와 에어관이 매립될 수 있도록 몰탈 두께가 충분한지 확인해야 합니다.
2) 루프관 시공위치를 미리 협의 필요
에어매트와 연결된 루프관의 위치를 인테리어시공팀과 협의하여 정해야 합니다. 미리 협의해야 하는 이유는 루프관의 경우 수위보다 항상 600mm 정도 높이 설치되므로 불가피하게 탕 위로 솟아서 설치되게 됩니다. 따라서 이 루프관을 벽, 기둥 쪽에 설치하여 인테리어 내부 마감에 매립되어 숨길 수 있도록 해야 합니다. 만약 루프관의 위치를 제대로 매립하지 않으면 그대로 노출되어 미관상 불리하게 됩니다. 필자는 아래 사진과 같이 조적으로 숨길 수 있도록 기둥 쪽에 위치를 잡았습니다.
2) 열교환기가 열교환기장비업치와 사우나업체에 중복되어 있는지 확인할 것
필자의 경우 온탕의 중온수 사용 열교환기가 중복으로 내역에 잡혀 있었습니다. 열교환기업체와 사우나업체에 각각 잡혀있어 중복으로 시공이 될 뻔하였으나, 미리 확인하여 한 곳의 열교환기를 삭제하였습니다. 이때 중요한 것은 미리 사우나업체와 열교환기 업체와 협의하여 헤어케쳐가 미리 컴팩트 열교환기 내 순환펌프 전단에 설치되어 납품될 수 있도록 하는 것이 중요합니다.
3) 건식사우나 전기스토브 주변 마감 협의 필요
건식 사우나에 설치되는 전기스토브 주변 마감에 대해 미리 인테리어 업체와 협의가 필요합니다. 건식스토브는 온도가 매우 높이 올라가기 때문에 마감을 아래 사진과 같이 하지 않으면 마감재손상, 그을림, 화재가 발생할 수 있습니다. 먼저 건식스토브가 설치되는 위치의 벽, 천장에는 반사판을 설치해야 합니다. 천장까지 반드시 시공이 돼야 합니다. 그리고 건식 스토브가 작동 시 하부에서 공기를 흡입해야 하는데 따라서 마감재 하부에는 공기가 통할 수 있는 개구부를 놓아줘야 합니다. 마지막으로 건식스토브를 놓는 바닥의 마감재는 타일, 돌 등으로 하여 화재 및 그을림을 방지하고 열전도를 최소화해야 합니다.
4) 탕 온도센서 위치를 미리 잡아두고 마감팀과 협의할 것
탕의 온도를 감지할 수 있는 온도센서 자동제어 관을 미리 시공해 놔야 합니다. 투입 시점은 탕 방수하기 전에 투입이 되어야 하고 중요한 것은 당쪽으로 완전히 CD관 및 제어선이 나와야 합니다. 필자는 탕 조적 시공 시 선이 탕 밖으로 빠져있어 재시공했던 경험이 있습니다. 그리고 사용자 눈에 띄지 않도록 가능한 아래쪽에 센서를 설치해야 합니다.
5) 탕 뒤 쪽 오버플로 배관드레인 만들어 놓을 것
이 사항은 탕의 위치 및 모양에 따라 다르겠지만 필자 현장에서는 탕 뒤쪽은 벽체였으며, 벽과 탕 사이에 탕에서 넘친 물을 드레인 할 수 있는 오버플로 드레인이 존재했었습니다. 따라서 인테리어 팀과 미리 협의하여 이와 같은 배수장치를 시공할 것인지 상의하고, 설치 시 탕 뒤쪽으로 배수관을 미리 뽑아놔야 합니다.
6) 전기팀과 전기 인입 협의할 것.
가장 중요한 부분 중 하나인데 전기팀과 전원공급에 대해 미리 협의해야 합니다. 전기 팀 협의 전에 중앙컨트롤 판넬에서 각 장비까지 2차 전원을 사우나업체에서 시공할 것인지 확인해야 합니다. 만약 2차 전원을 사우나업체에서 시공하면 전기팀에는 중앙 판넬의 1차 전원만 투입해 달라고 요청하면 되고, 2차 전원을 사우나 업체에서 하지 않으면 별도로 전기팀과 2차 측 전원 공급에 대해 협의해야 합니다. 또 중요한 것이 지역난방 중온수를 사용 시 기계실 내부에 지역난방 적산열량계가 설치되는데 이때 적산열량계용 220V 전원을 전기에 요청해야 합니다.
이것으로 오늘 사우나 공사에 대해 알아보았습니다. 사우나시설 공사는 흔치 않은 경험입니다. 따라서 이번 기회에 제가 느끼고 배운 것을 잘 정리하여 다음 현장에서 사우나 공사를 수행할 시 잊지 않고 참고하기 위해 정리해 보았습니다. 많지는 않겠지만 사우나 공사를 준비하는 설비인 들에게 도움이 되었으면 좋겠습니다.
긴 글 읽어주셔서 감사합니다.
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