펌프

개념과 원리

펌프는 냉수·온수·냉각수 등의 유체에 에너지를 공급하여 배관과 장비의 저항을 이기고 필요한 유량을 순환시키는 장치입니다.

펌프의 기본 계산에서는 유량 Q, 양정 H, 유체밀도 ρ, 중력가속도 g, 효율 η의 관계를 사용합니다. SI 단위에서 축동력은 P = ρgQH/η로 구할 수 있습니다.

여기서 Q는 m³/s, H는 m, ρ는 kg/m³를 사용하면 결과는 W가 됩니다.

폐회로 순환배관에서는 단순히 건물 높이를 전양정으로 더하는 것이 아니라 마찰손실과 장비손실 등을 중심으로 펌프양정을 결정합니다. 개방계와 폐회로의 정수두 해석은 구분해야 합니다.

동일한 펌프의 회전수를 변경할 때는 상사법칙상 유량은 회전수에 비례하고 양정은 제곱, 동력은 세제곱에 비례합니다.

수동력 L = γQH

축동력 L = γQH/η

소요동력 L = (γQH/η) × K

실양정, 배관 마찰손실, 토출측 속도수두 등을 합해 계산한다.

단위 주의
γ는 비중량, Q는 유량, H는 전양정이며 주어진 단위계에 맞춰 계산한다.

물의 유량이 0.020 m³/s, 필요한 전양정이 18 m, 펌프효율이 72%라고 하겠습니다. 물의 밀도를 1000 kg/m³, 중력가속도를 9.81 m/s²로 하면:

P = ρgQH/η

P = 1000×9.81×0.020×18÷0.72

P = 4,905 W ≈ 4.91 kW

따라서 이 조건에서 필요한 펌프 축동력은 약 4.91 kW입니다.

① L/s를 m³/s로 환산하세요.
20 L/s는 0.020 m³/s입니다.

② 효율을 % 그대로 넣지 마세요.
72%는 0.72입니다.

③ 폐회로에서 건물 높이를 무조건 전양정에 더하지 마세요.
순환배관에서는 상승측과 하강측 정수두가 서로 상쇄될 수 있습니다.

④ 펌프동력과 모터 정격출력을 같은 값으로 단정하지 마세요.
모터효율과 여유율 조건이 추가될 수 있습니다.