압력탱크(급수용 팽창탱크)의 역할, 구성, 원리, 설치방법

안녕하세요. 일시블맨입니다. 오늘은 지난 팽창기수분리기에 이어 압력탱크에 대해 이야기해보려고 합니다. 사실 압력탱크는 팽창탱크는 외관상 비슷하지만, 설치하는 목적과 적용되는 배관 시스템은 차이가 있습니다. 따라서 압력탱크의 원리, 용도 설치방법에 대해 알아보도록 하겠습니다.

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1. 압력탱크란

압력탱크는 부스터펌프를 사용하는 급수배관에 사용되는 장비로써, 펌프의 토출 측에 설치되는 밀폐형 탱크로 펌프가 정지 시 배관의 압력변화를 완충하고, 일정량의 급수를 가능케 하여 배관 시스템을 보호하는 탱크입니다.

(※ 급탕 및 공조배관에 사용되는 팽창탱크와는 다르며 부스터펌프의 급수배관에만 설치되므로 급수용 팽창탱크라고도 합니다.)

 

 

2. 압력탱크의 용도 및 역할

위 정의에 이어 압력탱크의 용도 및 역할에 대해 알아보겠습니다.

 

압력탱크의 용도은 크게 두 가지 정도로 설명할 수 있습니다.

① 급수량 변화에 따른 압력 변화에 완충작용을 하여, 펌프와 인버터 등의 빈번한 운전, 정지를 방지

② 펌프 기동 정지 시 (대수운전 시) 압력 헌팅을 줄어줌 (수충격 완화)

 

위 두 문구가 바로 이해가 되지 않을 것입니다. 그래서 간단히 설명해 보겠습니다. 아파트 세대에서 세면기를 열면, 순간적으로 수전이 개방되면서 배관 내 물이 빠져나가 급수관의 압력이 줄어듭니다. 이때 기계실에서는 배관의 압력 저하를 감지하여 부스터펌프를 운전시켜 배관의 압력을 일정 수준까지 올리게 됩니다. 그래야 계속 화장실에서 일정한 수압으로 물을 공급할 수 있으니까요. 

 

아파트와 같이 물사용개소가 많은 곳은 다수의 개소에서 빈번하게 물 사용하기 때문에, 작은 급수량이 사용돼도 기계실 내 펌프는 운전, 정지를 반복하게 됩니다.(Short Cycling현상) 이렇게 지나친 빈번한 운전, 정지는 압력스위치(압력의 변화감지), 릴레이(펌프작동신호), 인버터(회전수제어) 등과 같은 계장 부품의 잦은 고장 및 펌프 자체에 과부하를 초래하여, 시스템의 수명을 단축시킵니다.

 

이를 방지하기 위해 압력탱크를 부스터펌프 토출 측에 설치하고, 압력 변화 시 압력탱크 내에 있는 물이 먼저 공급 또는 인입되어 일정량 압력변화를 완충하게 됩니다. 그리고 이러한 완충작용은 빈번하고 갑작스러운 압력변동이 그대로 인버터와 펌프 작동을 유발하는 것을 방지하여 펌프와 계장부품의 과부하를 막습니다.

 

그리고 수충격 방지의 경우, 부스터펌프는 가동 중 압력이 더 하락하게 되면 옆에 있는 펌프 한대를 더 작동시켜 2 대로 운전하는 대수운전을 합니다. 대수운전으로 작동 펌프 수가 증가하게 되면 토출 측에 수충격을 줄 수 있는데, 이때 압력탱크에 있는 공기층이 이를 완화해 주는 작용을 합니다.

 

 

3. 압력탱크의 구성 및 원리

압력탱크는 다이어프램식, 블레더식 등 여러 종류가 있지만, 가장 많이 사용되는 블레더 식으로 설명드리겠습니다.

압력탱크 내에는 블레더라는 공기와 물을 분리해 주는 고무막이 존재합니다. 따라서 탱크에서는 물층과 공기층이 섞이지 않고 존재할 수 있으며, 압력탱크 설치 시 공기 주입구에 일정량 공기를 넣어 압력값을 세팅합니다. 부스터펌프가 가동되어 배관 압력이 상승 시 탱크 내부로 물이 들어와 공기층은 줄어들며 탱크 안에 압력이 증가하게 됩니다. 그 후 물을 사용하여 배관의 압력이 감소 시, 탱크 안에 있던 급수가 먼저 공급이 되어 일정량의 떨어지는 압력을 충당하며, 더 압력이 떨어질 때는 부스터 펌프가 작동하게 됩니다.

즉 펌프가 작동되기 전 초기압력하락을 팽창탱크에 있는 물이 공급되며 선제적으로 충당(완충)하면서 시스템의 과부하를 막는 원리입니다.

사진1. 압력탱크의 내부 및 구성

 

 

4. 압력탱크 설치 시 주의 사항

다음은  압력탱크 설치 시 주의사항에 대해 설명해 보도록 하겠습니다.

• ① 압력탱크는 반드시 부스터펌프 토출 측에 설치하여야 합니다. 토출 측에서 물사용에 따른 압력 변동이 일어나기 때문입니다.
• ② 압력탱크의 압력은 부스터펌프 압력 세팅값의 70~80%로 설정한다. 압력을 부스터펌프 압력의 100% 이상을 설정하면, 탱크 안으로 급수가 인입하지 못하거나, 인입량이 줄어들어 제대로 된 역할을 하기 어려움
• ③ 압력탱크에 인입관에는 게이트밸브와 드레인배관을 설치한다. 압력 재충전, 압력 점검, 탱크 교체 등 유지보수에 필수 적인 사항입니다. 

사진2. 압력탱크의 설치 사진 및 설치 시 주의사항

 

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이상으로 오늘은 부스터펌프를 적용하는 급수시스템에 사용되는 압력탱크에 대해 알아보도록 하겠습니다. 펌프의 잦은 기동을 방지시키는 역할로 난방 및 급탕 배관에서 사용되는 팽창탱크와는 약간 차이점이 있습니다. 다음에는 팽창탱크에 대해 정리하는 시간을 가져보도록 하겠습니다. 또한 지난 시간에는 팽창기수분리기에 대해서도 다뤄보았는데, 궁금하신 분들은 블로그 내 포스팅을 참고해 주시기 바랍니다.

 

오늘도 긴 글 읽어주셔서 감사합니다.