TECHNOLOGY

가변압 제어 기술 소개

가변압 제어 기술 설명

부스터 펌프 시스템의 토출압 제어 기준이 유량에 따라 달라지는 가변압(배관 마찰손실양정)을 따르도록 제어하는 것.

에너지 아이콘

신기술성

  • 국내/세계 최초 배관의 마찰손실양정을
    감안한 가변압 제어 구현

  • 현재 운전 상태에서의 유량을 자동으로 연산(±3% 이내)

  • 신제품인증(NEP : NEP-MOTIE-2020-095)
펌프 아이콘

편의성

  • 건물정보(동수, 층수, 세대수 등)를 바탕으로 배관의
    마찰손실양정을 자동으로 계산

  • 최고 압력에 따르는 시작 압력 자동 설정

  • 배관의 마찰손실양정을 유량에 대한 압력 방정식으로 변환 하여 가변압 기준선으로 자동 설정

  • 현재 유량, 누적 유량, 현재 전력 및 누적 전력량 정보 제공

  • 각 펌프별 운전 정보(회전수, 가동시간 등) 제공

  • 최적의 펌프 교대 방법 구현을 통해, 펌프 전환시 압력의 헌팅과 저하 방지
에너지 절감 아이콘

효과

  • [전력저감] 유량별 전력이 유량대에 따라 기존 제품 대비 약 20% 저감

  • [전력량저감] 사용처에 따라 24시간 소비전력량이 기존 제품 대비 약 20% 저감

제어 방식의 변화

세대 1세대 2세대 3세대 4세대(현재)
제어
방식		 ON/OFF 일정압제어 일정압제어 가변압제어
급수
방식		 고가수조방식 급수펌프직송방식 급수펌프직송방식 급수펌프직송방식
구성 1세대 펌프 2세대 펌프 3세대 펌프 4세대 펌프
세대 3세대 4세대(현재)
제어
방식		 일정압제어 가변압제어
급수
방식		 급수펌프직송방식 급수펌프직송방식
구성 3세대 펌프 4세대 펌프

유량,압력 결정방법

유량 양정
1. 기하급수 부하단위(FU)에 의한 계산법
2. 기구수와 동시 사용율에 의한 계산법
3. 공동주택의 급수량 계산법 		1. 물을 이송 시키는데 있어 수조부터 가장 먼 수전까지의 수직 높이
2. 실제 수직 높이와 관의 재질, 길이와 직경에 따른 손실을 수직 높이로
환산하여 합한 양정을 전양정이라 하며, 펌프의 토출부에서 발생되는 압력으로 결정
양정
1. 물을 이송 시키는데 있어 수조부터 가장 먼 수전까지의 수직 높이
2. 실제 수직 높이와 관의 재질, 길이와 직경에 따른 손실을 수직 높이로
환산하여 합한 양정을 전양정이라 하며, 펌프의 토출부에서 발생되는 압력으로 결정
시스템 곡선 그래프
설계압력
설계 압력으로 유량 변화에 관계없이
일정하게 압력을 제어
시스템 곡선
유량에 의한 배관 마찰 손실이 고려된
곡선으로 이 곡선을 따라서 제어
세대 제어방식 제어기준 제어요소
3세대 일정압제어 설계압력 압력정보
4세대(현재) 가변압제어 시스템곡선 유량정보
압력정보
제어기준 제어요소
설계압력 압력정보
시스템곡선 유량정보
압력정보

배관 마찰 손실

배관 마찰 손실 계산 이미지
배관 마찰 손실
유량이 배관을 지나갈 때 유체와 배관 사이의 마찰에 의하여
압력이 손실되는 현상으로 지나가는 유체가 많을수록 손실되는 압력이 커진다.
배관 마찰 손실 계산 필수요소
1. 배관의 구경
2. 배관의 단면적
3. 통과하는 유체의 양
4. 유체 속도
5. 레이놀즈 수
6. 마찰손실계수

배관 마찰 손실

제어
기준 		시스템 곡선 자동 설정 기술
제어
요소 		압력 정보
유량정보 		압력 센서
유량 연산 기술
혜택 1. 유량 정보 제공
2. 펌프 및 배관 내구 수명 연장
3. 일정압제어 대비 20% 이상 전력 절감

가변압 제어

가변압 기준선 자동 설정 기술
가변압 기준선
자동 설정 기술 		1. 기초 정보 입력 - 건물 동수, 층수, 세대수, 면적, 최대유량 입력
- 입력된 값을 이용하여 Darcy Weisbach/Harzen Williams 공식 이용
2. 직접 입력 - 최고압력(설계압력)과 배관마찰손실양정을 뺀 시작압력을 직접 입력
3. 가변압 기준선 설정 - 전체 유량에 대한 가변압 기준선을 공식화하고 설정
유량 연산 기술
유량 연산 기술 1. 성능시험 - 부스터펌프시스템을 유량에 대해 측정 가능한 범위 내에서 모든 성능을 측정
2. 유량에 대한 공식화 - 모든 데이터를 수학적 공식으로 정의한 뒤 기기에 탑재
3. 유량 연산 - 실시간으로 운전데이터를 확보하여 공식에 대입, 유량을 역산

가변압 제어에 의한 이득

  • [압력 이득] 불필요한 압력을 배제함으로써 얻는 이득으로,
    사용중인 유량이 적을수록 커진다.
  • [유량 이득] 펌프의 최대 연동 전 까지 공급할 수 있는 유량의 범위가
    증가함으로써 발생되는 이득으로, 일정압 제어에서는 2대로 가동해야만
    하는 구간에서 1대가 구동하는 구간이 발생한다.
  • [전력 저감] 압력 이득과 유량 이득에 의해 전력이 저감된다.
유량 압력 그래프

전력 저감 효과

전체
동력 		펌프
구성 		유량
[$m^3/min$] 		전력[kW] 저감율
[%]		 저감율평균
[%]
가변압제어 일정압제어
6
kW		 대소
용량 		0.04
~
0.2 		0.95
~
4.86 		1.66
~
5.43 		20.9 21.0
동일
용량 		1.06
~
4.58 		1.86
~
5.46 		27.5
33
kW		 대소
용량 		0.15
~
0.1 		3.10
~
24.52 		3.76
~
28.52 		22.1
동일
용량 		3.21
~
26.70 		4.95
~
31.32 		23.3
88
kW		 대소
용량		 0.4
3.04		 8.87
~
72.80 		10.99
~
76.45 		15.3
동일
용량 		12.21
~
77.45 		14.90
~
77.42		 16.9
현장 시험
세대수 540 세대 층 수 20층(지하 1층)
동력 37 kW 사용 층 수 지하 1층 ~ 지상 7층
시험
결과
(30일) 		구분 가변압 제어 일정압 제어 저감율 [%]
총 유량 1,806 1,813 -
적산전력량 1,039 1,316 21.1