펌프 에너지 절감

펌프 에너지 절감이란

펌프 에너지 절감은 필요한 유량과 양정에 맞춰 펌프 동력을 줄이는 기법이다.

급수·급탕·난방·냉각수 순환 등에 쓰이는 펌프는 연중 가동되어 전력 소비가 크다.

물을 덜 필요할 때 펌프가 전속으로 돌며 밸브로 목을 죄면 에너지가 크게 낭비된다.

상사법칙

펌프 상사법칙에 따르면 유량은 회전수에 비례한다.

양정은 회전수의 제곱에, 동력은 회전수의 세제곱에 비례한다.

그래서 회전수를 10% 낮추면 동력은 약 27% 줄어든다.

이 점 때문에 인버터 제어의 절감 효과가 크다.

절감 방식 비교

펌프 에너지 절감 방식은 인버터 제어, 대수분할 운전, 바이패스·교축 제어로 나뉜다.

인버터는 회전수를 낮춰 동력을 줄이고, 대수분할은 운전 대수를 바꾼다.

바이패스·교축 제어는 정속 펌프가 밸브 손실만큼 동력을 낭비하는 방식이다.

부하 변동이 큰 설비는 인버터, 부하 단계가 뚜렷하면 대수분할이 적합하다.

계산 예제

정격 1,450rpm 펌프를 1,160rpm으로 감속한다고 가정하는 가상의 예다.

회전수비는 1,160/1,450 = 0.8이다.

정격 유량 100㎥/h는 80㎥/h, 정격 양정 20m는 12.8m가 된다.

동력은 0.8의 세제곱인 0.512를 곱해 5.0kW에서 2.56kW로 줄어든다.

동력이 약 49% 줄어든다. 다만 실제 설비는 정적 양정 때문에 절감률이 이보다 낮다.

헷갈리는 점

흔한 실수를 알아 두면 채점 포인트를 놓치지 않는다.

인버터를 설치하면 항상 절감된다고 쓰는 것은 실수다.

회전수를 낮추면 흡입 측 여유가 줄어 캐비테이션 위험이 커질 수 있다.

절감 효과는 운전 효율이 아니라 연간 에너지 사용량 기준으로 평가한다.

정리

펌프 에너지 절감은 실제 부하를 측정하는 것에서 시작한다.

측정한 부하에 맞춰 인버터 가변속이나 대수분할 운전을 고른다.

운전 후 에너지 사용량을 기록해 절감률을 검증하면 마무리된다.