산업용 급수 시스템의 펌프 선정시 다양한 고려 사항이 있습니다.

지금부터 적합한 펌프 종류 선택시 고려 사항과 펌프 사이즈 선정의 중요성을 소개해 드리겠습니다.

펌프 종류는 단순 급수 기능을 수행하는 간단한 기능의 펌프부터, 운전 환경 혹은 전체 시스템 관점에서 자동으로 효율 운전하는 지능형 펌프까지 다양합니다. 다만 펌프가 적용되는 시설 혹은 사용 용도에 모두 적합한 만능 펌프는 없기 때문에, 작업 환경에 따라 사용하는 펌프 종류는 달라져야 합니다.

즉, 현장 상황에 따라 일정한 속도로 물을 끌어 올려주는 표준형 펌프가 필요한 곳도, 지능형 펌프가 필요한 경우도 있습니다. 예를 들어, 지능형 펌프의 경우 모니터링 시스템과 통신 회선이 연결되어 있어 부하 프로파일(Load profile)에 따라 운전 상태를 조정함으로써, 시스템 운영을 최적화해주고 운전 데이터를 제공합니다.

단순히 물을 일정한 속도로 끌어올리는 펌프가 필요하든, 시시각각 변하는 작업 환경에 대응할 수 있는 펌프가 필요하든, 펌프는 전체 운영 시스템과 사용 용도에 따라 적합하게 선정해야 합니다.

펌프의 종류가 결정된 후에는 펌프 사이즈를 결정해야 합니다. 일반적으로 정확한 펌프 사이즈를 찾는 것은 매우 어려워, 약 90%의 펌프는 필요 대비 과도하게 선정된것으로 추정됩니다.

오버사이즈 펌프는 에너지 손실을 초래하며, 펌프와 연결되는 모든 부품도 커져야 하기 때문에 초기 투자 비용도 필요 이상으로 커집니다. 이렇게 많은 펌프가 오버사이즈된 이유는 무엇일까요? 그 이유는 간단합니다.

펌프 담당자는 통상 일년에 한두 번 일어날지 모르는 비상 상황을 감안하여 넉넉하게 사이즈를 측정합니다. 여기에 관리자는 추가적인 안전 조치로 필요 사이즈의 10% 를 더해 설치하는 것이 관행입니다.

펌프 선택의 프로세스의 단계를 가정해 보겠습니다. 만약 작업자가 이미 10%의 여유분을 감안하여 펌프 사이즈를 정했는데, 관리 팀에서 또 10%를 추가한다면 펌프 사이즈는 당연히 필요 이상으로 커집니다. 결과적으로 에너지 비용은 불필요하게 증가하고, 펌프 크기에 맞춰 파이프 등 연결 부품도 큰 것을 써야 할 것이며, 큰 모터와 전기 배선, 인버터 등도 설치하게 되어 전체적인 초기 투자 비용 및 운영 비용이 높아지게 됩니다.

이 문제에 대한 해결방안은 바로 시스템의 부하 프로파일에 기반하여 정확한 크기를 산출하는 것입니다. 다시 말해, 얼마나 많은 양의 유체를 어느 시점에 끌어올려야 하는지를 체계적으로 분석하고, 최악의 시나리오 대신 평균적인 작업 환경 기준으로 설치하되, 필요시 성능을 높일 수 있는 펌프를 선정하면 됩니다. 대부분의 경우 컨버터가 내장된 지능형 펌프를 설치하고 센서와 모니터링 시스템을 추가하면 문제는 쉽게 해결 됩니다.

오버사이즈된 펌프는 초기 설치 단계에서만 문제가 되는 것이 아닙니다. 일반적으로 산업용 시설에서 펌프 교체시 기존의 펌프와 비슷한 제품을 선호하는데, 이는 교체한 펌프가 기존 펌프와 동일한 성능을 발휘하지 못할 수도 있다는 우려 때문입니다.

하지만 기존 펌프 설지 시점 대비 생산 설비가 개조 된 점으로 감안하지 못해 문제가 종종 발생합니다. 이런 일은 법규가 새로 제정되었을 경우에 흔히 나타나는데, 예를 들어 물 사용량 감소 정책에 따라 유량을 줄여야 함에도 불구하고 신규 펌프가 기존 방식대로 운전하는 경우입니다.

우려 때문에 더 나은 대안을 무시하고 오버사이즈 펌프를 사용할 경우, 펌프는 물론 펌프에 연결된 설비 손상은 계속될 것입니다. 이 문제에 대해 자세히 설명해 드리겠습니다.

펌프가 너무 크면, 별도로 조절하지 않는 한 유량은 필요 이상으로 커집니다. 그러면 펌프 유입구 내부에 캐비테이션이 발생하여 펌프 작동이 멈출 수 있으며, 결과적으로 시스템 다운으로 인한 생산 손실이 발생하게 됩니다.

더 심각한 것은 오버사이즈 펌프로 발생하는 문제가 캐비테이션에 그치지 않는다는 점입니다.

사무실과 가까이 있는 설비 시스템에서 많은 양의 물을 끌어올리고 있다고 상상해 보세요. 펌프 소음으로 사무실 근무자들에게 피해가 발생합니다. 더욱 큰 문제는 높은 유속이 펌프뿐 아니라 밸브에 캐비테이션을 유발 한다는 점입니다. 캐비테이션으로 인한 밸브 고장은 상당한 비용이 소요합니다.

그렇다면 어떻게 이 문제를 해결할 수 있을까요? 가장 중요한 것은 부하 프로파일에 따라 펌프 사이즈를 결정하는 것입니다.

그리고 컨버터와 통신 기능이 내장된 지능형 펌프를 사용하여 시스템을 24시간 최적의 제어 모드로 가동할 수 있습니다. 예를 들어, 정압보다는 비례압을 사용하여 필요에 따라 압력을 조정하는 것도 좋은 해결책이 될 수 있습니다.

결론적으로 최적의 펌프 사이즈를 선정하는 것은 시스템 운영에 도움이 될 뿐 아니라 경제적으로도 에너지 및 유지보수 비용이 감소하게 되어, 산업용 급수 시스템의 성능을 극대화할 수 있는 중요한 요소입니다.