저수조 수위 자동제어 및 주위 배관 계통, 레벨 세팅 방법, 물 넘침 안전장치

  안녕하세요. 오늘은 지난번 2개의 포스팅에서 배운 정수위조절 밸브와 피스텍 밸브의 원리를 바탕으로 저수조 주위 배관과 자동제어 원리, 그리고 실제로 정수위 조절을 자동으로 하기 위해서는 어떻게 세팅을 하는지 알아보려고 합니다. 따라서 이번 글을 좀 더 자세히 이해하기 위해서는 직전 두 개의 글 "정수위조절밸브 원리", "피스텍 밸브 원리"를 읽어보시는 것을 추천합니다. 이제 저수조의 수위 조절에 대해 알아보도록 하겠습니다.

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1. 저수조 주위배관 계통 및 자동제어 장치

  아래 사진을 통해 주위 배관 및 계통에 대해 알아보도록 하겠습니다.

사진1. 저수조 주위배관, 자동제어 계통도

• 정수위조절밸브 : 설정된 레벨에 따라 전자적으로 열리고 닫혀 저수조로 급수하며 일정한 수위를 유지하는 자동밸브
• 솔레노이드밸브 : DDC판넬에서 전기적 신호를 받아 정수위 조절밸브가 자동으로 열고 닫히게 해주는 장치
• 바이패스관 : 정수위조절밸브 교체 및 보수 시 시수를 우회시켜 저수조로 수동 급수하는 배관
• 정수위조절밸브 파이롯트관 : 정수위조절밸브에서 분기된 관으로 관말에 설치된 볼탭이 상승하면 정수위조절밸브를 기계적으로 닫히게 함. 일종의 물 넘침 방지 장치
• 피스텍밸브 : 저수조 인입 직전 마지막에 설치되는 밸브로 밸브에 설치된 파이롯트관에 의해 기계적으로 닫힘
• 피스텍밸브 파이롯트관 : 피스텍 밸브에서 분기된 관으로 관말에 설치된 볼탭이 상승하면 피스텍 밸브를 기계적으로 닫히게 함. 일종의 물넘침 방지 장치
• 레벨센서 : 저수조의 수위를 감지하는 센서로 감지된 수위를 DDC판넬로 보냄
• DDC판넬 : 레벨센서에서 받은 신호와 판넬 내부 레벨컨트롤러에 설정된 값으로 솔레노이드밸브로 전기신호를 보냄

사진2. 저수조 주위배관 및 각 밸브류 사진

 

 

2. 저수조 및 주위배관 구성 시 주의 사항

1) 저수조 A, B 2개의 조가 한 세트(Set)인 이유

  위 계통을 보면 저수조가 A, B로 나누어져 있는 것을 알 수 있습니다. 이렇게 두 개의 저수조로 되어 있는 이유는 만약 한 개 수조로만 구성되어 있으면, 저수조의 보수, 청소 등으로 물을 모두 배수시킬 시 물을 필요로 하는 개소에 급수할 수 있는 방법이 없어져 단수가 불가피하게 됩니다. 따라서 수조를 두 개로 나누는 이유는 한 수조씩 번갈아가며 물을 배수, 담수하여 보수 및 청소를 단수 없이 진행할 수 있도록 하기 위함입니다.

 

2) 저수조 상부에서 유입관은 4개

  계통을 보게 되면 저수조 상부에 유입되는 관은 4개가 있다는 것을 알 수 있습니다. ①피스텍밸브와 연결된 급수유입관, ②피스텍밸브의 파이롯트배관, ③정수위조절밸브 파이롯트배관, ④레벨센서 자동제어관 이렇게 4개의 관은 저수조의 자동 급수 시스템을 구성하는데 있어 꼭 필요한 장치들이므로, 저수조 상부에 반드시 해당 배관들이 설치될 수 있는 연결부를 만들어야 합니다. 물론 통기관이나, 오버플로 배관들도 있지만 자동제어 시스템을 구성하는 배관은 아니므로 차후에 다뤄보도록 하겠습니다.

 

3) 각 볼탭의 설치 높이는 상이하게 시공

  계통에서보면 2가지 종류의 볼탭이 있는 것을 알 수 있습니다. 바로 정수위조절밸브의 파이롯트관 볼탭과 피스텍 밸브의 파이롯트관 볼탭입니다. 이 두 볼탭을 설치함에 있어 중요한 것이 바로 볼탭의 설치 높이차를 두어야 한다는 것입니다. 정수위조절밸브 파이롯트관 볼탭이 피스텍 밸브 파이롯트관 볼탭보다 좀 더 아래에 설치되어야 합니다. 그 이유는 아래 비상상황 발생 시 1차 안전장치인 정수위조절밸브 볼탭이 먼저 작동을 한 뒤, 급수가 멈추지 않으면 2차 안전장치인 피스텍 밸브 볼탭이 그다음 순서로 작동이 되게 해야 하기 때문입니다. 즉 1차 안전장치 후 2차 안전장치가 순차적으로 작동될 수 있도록 설치 높이차를 주는 것입니다.

 

4) 급수관은 바닥에 내려 L자로 시공

  사실 이 내용은 적용하여도 되고 안해도 되지만 필자는 항상 저수조 시공 시 요청하는 내용이므로 다뤄보도록 하겠습니다. 피스텍 밸브와 연결된 급수관을 바로 저수조 바닥까지 내린 후 펌프 흡입 측과 반대되는 쪽으로 'L'자로 시공을 합니다. 그 이유는 저수조로 급수가 공급될 때 저수조에서 나가는 곳과 반대로 급수지점을 놓아 저수조 내에서 물의 흐름을 생성하고 이를 통해 구석이나 저수조 토출 반대쪽에 펌프로 흡입되지 않고 장시간 방치되는 물이 없도록 하기 위함입니다.

 

 

3. 저수조의 자동제어 수위 설정, 세팅 방법

  실제로 건축무을 유지관리하시는 분들에게 유요한 저수조의 자동제어 수위 설정, 세팅 방법을 알아보도록 하겠습니다.

 

1) 저수조 자동제어 설정 시 필요 장치

사진3. 저수조 자동제어 장치(DDC판넬, 레벨컨트롤러)사진

 

먼저 저수조의 수위를 자동으로 유지하게 세팅하기 위해서는 위 사진과 같이 DDC판넬 내부에 있는 레벨컨트롤러를 찾아야 합니다. 레벨컨트롤러를 보면 사진과 같이 HIGH, STOP, START, LOW 값이 있는 것을 알 수 있습니다. 각각을 설명하면 다음과 같습니다.

• ① HIGH : 고수위 경보가 울리기 시작하는 수위의 값(레벨)
• ② STOP : 저수조 급수가 멈추는 수위의 값(레벨)
• ③ START : 저수조가 급수를 시작하는 수위의 값(레벨)
• ④ LOW : 저수위 경보가 울리기 시작하는 수위의 값(레벨)

  이렇게 4개의 세팅값을 입력해야지 저수조의 정수위조절밸브가 레벨센서의 신호를 받아 자동으로 물을 받고 멈춰 수위를 유지하게 되는 것입니다. 예를 한 번 들어서 다시 설명해 보겠습니다.

 

예시)   

"만약 저수조 수위가 50%까지 떨어지면 자동으로 급수하고, 70%까지 물이 차면 급수가 멈추게 하고 싶다. 그리고 저수조의 수위가 80%가 되면 고수위 경보를 울리고, 40%로 떨어지면 저수위 경보를 울리게 세팅하고 싶다."

위와 같은 상황이면 위 4개의 설정값에 다음과 같은 수위 값을 입력하면 됩니다.

① HIGH : 80% / ② STOP : 70% / ③ START : 50% / ④ LOW : 40%

 

  그리고 한 가지 더 이야기하면 아까 저수조가 A, B와 같이 2개로 나누어져 있다고 했습니다. 그리고 각각 수조에는 레벨센서가 설치되어 있어 각각 수조의 수위 값을 측정할 수 있습니다. 그리고 DDC판넬에 보면 저수조 A, B 전환 스위치가 있습니다. 이는 A 저수조의 레벨을 기준으로 자동제어 할 것인지, 아니면 B 저수조의 레벨을 기준으로 자동제어 할 것인지 전환해 주는 스위치입니다. 만약 A 저수조의 문제가 발생하여 물을 모두 빼게 되면 B 저수조로 스위치를 돌려 저수조 자동제어 시스템에 문제가 없도록 설정하면 됩니다.

 

  다음은 이제 실제로 어떻게 버튼을 조작하여 세팅값을 입력하는지 알아보도록 하겠습니다.

 

2) 저수조 급수, 중지 수위 세팅 방법

사진4. 저수조 급수, 중지 수위 세팅 방법

▷ 급수시작 수위 값 세팅방법

• ① MODE 버튼을 눌러 "START"에 점멸이 되도록 놓는다.
• ② △,▽ 버튼을 눌러 급수를 시작하려는 수위레벨 값을 설정한다.
• ③ ENTER 버튼을 눌러 입력

※ 사진과 같이 50%로 설정하면 저수조 수위가 50%에 도달했을 때 솔레노이드 밸브로 신호가 전달되어 정수위조절밸브가 열리면서 저수조로 급수를 시작합니다.

 

▷ 급수중지 수위 값 세팅방법

• ① MODE 버튼을 눌러 "STOP"에 점멸이 되도록 놓는다.
• ② △,▽ 버튼을 눌러 급수를 중지하려는 수위레벨 값을 설정한다.
• ③ ENTER 버튼을 눌러 입력

※ 사진과 같이 70%로 설정하면 급수 시작 후 계속 물이 차오르다가 수위가 70%에 도달했을 때 솔레노이드밸브로 신호가 전달되어 정수위조절배르가 닫히고 급수가 중지됩니다.

 

 

3) 저수조 고수위, 저수위 경보 수위 세팅 방법

사진5. 저수조 고수위, 저수위 경보 수위 세팅 방법

▷ 고수위 경보 수위 값 세팅방법

• ① MODE 버튼을 눌러 "HIGH"에 점멸이 되도록 놓는다.
• ② △,▽ 버튼을 눌러 급수를 시작하려는 수위레벨 값을 설정한다.
• ③ ENTER 버튼을 눌러 입력

※ 사진과 같이 80%로 설정하면 저수조 수위가 80%에 도달했을 때 고수위 경보가 시작되고, 방재실 또는 경비실에서 알람이 울려 비상상황 발생을 알립니다.

 

▷ 저수위 경보 수위 값 세팅방법

• ① MODE 버튼을 눌러 "LOW"에 점멸이 되도록 놓는다.
• ② △,▽ 버튼을 눌러 급수를 시작하려는 수위레벨 값을 설정한다.
• ③ ENTER 버튼을 눌러 입력

※ 사진과 같이 40%로 설정하면 저수조 수위가 40%까지 떨어질 때 저수위 경보가 시작되고, 방재실 또는 경비실에서 알람이 울려 비상상황 발생을 알립니다.

 

 

4. 저수조 비상상황 발생 시 안전장치 작동원리(물 넘침 방지장치)

  마지막으로 저수조에 있는 급수 자동제어가 어떠한 이유로 고장이나 급수가 멈추지 않을 때 어떻게 안전장치가 작동하여 물 넘침 사고를 방지하는지 알아보겠습니다.

 

1) 1차 안전장치 작동(정수위조절밸브 파이롯트관 볼탭 상승)

사진6. 저수조 비상상황 발생 시 1차 안전장치 작동원리

  만약 60%에 급수 중지를 설정하였으나 어떠한 이유로 중지되지 않아 계속 급수될 시 계속 수위가 상승하게 되고 위 그림과 같이 정수위조절밸브 파이롯트배관에 설치된 볼탭이 상승하게 됩니다. 그리고 볼탭이 올라가게 되면 파이롯트 배관이 닫히게 되고, 이를 통해 정수위조절밸브의 디스크를 내려 기계적인 방식으로 밸브를 닫고 급수를 중단시킵니다. 즉 1차 안전장치인 정수위조절 파이롯트관 볼탭이 작동하게 된 것입니다.

※ 만약 볼탭이 상승했는데 정수위조절밸브가 닫히는 것이 이해가 되지 않는다면 지난 "정수위조절밸브 원리" 포스팅을 한 번 참고 바랍니다.

 

2) 2차 안전장치 작동(피스텍밸브 파이롯트관 볼탭 상승)

사진7. 저수조 비상상황 발생 시 2차 안전장치 작동원리

  만약 최악의 상황으로 1차 안전장치마저 고장이 나 급수가 멈추지 않아 계속 수위가 차오르면 이번엔 위 그림과 같이 피스텍 밸브의 파이롯트관에 설치된 볼탭이 상승하게 됩니다. 마찬가지로 볼탭이 상승하게 되면 피스텍 밸브의 파이롯트관이 닫히게 되고, 피스텍 밸브의 디스크를 내려 기계적인 방식으로 밸브를 닫고 급수를 중단시킵니다. 이렇게 하면 2차 안전장치인 피스텍밸브 파이롯트관 볼탭이 작동하게 된 것입니다.

※ 만약 볼탭이 상승했는데 피스텍밸브가 닫히는 것이 이해가 되지 않는다면 지난 "피스텍밸브 원리" 포스팅을 한 번 참고 바랍니다.

 

사진8. 저수조 내부 파이롯트관 볼탭 및 급수관 사진

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 이것으로 저수조의 자동제어 원리와 안전장치, 그리고 자동제어 세팅방법에 대해 알아보았습니다. 꽤 많은 양을 한 포스팅에 녹여내보려고 하다 보니 생각 보다 글이 길어진 것 같습니다. 그리고 예전에 쓴 정수위조절밸브와 피스텍밸브 원리 포스팅과 이번 글을 번갈아가면서 보시면 저수조 시스템은 완전히 마스터하실 거라 생각합니다. 다음 시간에는 더 좋은 내용으로 찾아뵙겠습니다.

 

긴 글 읽어주셔서 감사합니다.