1-8. 공기조화 냉온수배관의 설계 순서를 도시하시오.

공기조화 시스템의 냉온수배관 설계는 건물의 요구사항을 만족시키고 시스템이 효율적이며 안정적으로 작동하도록 하는 중요한 과정입니다. 일반적인 설계 순서는 다음과 같으며, 이를 순서도(Flow Chart) 형태로 도시하여 나타낼 수 있습니다.

 

냉온수배관 설계 순서 설명:

1. 설계 기초 자료 수집 및 검토:
   • 건축 평면도, 입면도 등 건축 도면 검토.
   • 냉난방 부하 계산 결과 확인.
   • 열원 설비(냉동기, 보일러) 용량 및 특성 파악.
   • 공조기(AHU, FCU 등) 용량, 유량, 압력 강하 등 사양 확인.
   • 설치 공간의 제약 사항 및 요구사항 파악.
2. 배관 시스템 형식 선정:
   • 건물의 용도, 규모, 요구 부하 특성에 따라 2관식(냉난방 겸용) 또는 4관식(냉방/난방 전용) 배관 시스템 결정.
   • 정유량 방식, 변유량 방식(Primary/Secondary 배관, 분배식 등) 등 유량 제어 방식 결정.
3. 배관 계통 분할 및 경로 설정:
   • 건물의 구역별, 층별, 용도별로 배관 계통을 적절히 분할(Zoning)하여 제어 및 평형 관리가 용이하도록 계획.
   • 건축 평면도 상에 열원실에서부터 각 공조기까지 배관이 지나갈 최적의 경로(수직/수평 샤프트, 천장 속, 바닥 하부 등)를 설정.
4. 각 구간별 유량 계산:
   • 설정된 배관 계통도 상에서 각 배관 구간별로 담당하는 부하 용량 및 공조기 유량을 합산하여 통과해야 할 냉온수 유량을 산정.
5. 배관 구경 결정:
   • 산정된 각 구간별 유량과 허용 가능한 유속, 마찰 손실 기준을 고려하여 배관의 적정 구경을 결정. 유속 기준과 마찰 손실 기준은 배관 재질, 용도 등에 따라 표준화된 값을 참고합니다.
6. 밸브류, 이음쇠 등 부속류 선정:
   • 배관 계통도 상에 필요한 각종 밸브(차단 밸브, 제어 밸브, 평형 밸브, 체크 밸브, 안전 밸브, 드레인/벤트 밸브 등), 이음쇠(엘보, 티, 레듀서 등), 스트레이너 등의 종류, 재질 및 구경을 선정하고 개수를 산출. 밸브의 유량계수(Cv 또는 Kv 값)를 고려하여 적정 밸브를 선정합니다.
7. 펌프 양정 계산 및 펌프 선정:
   • 배관 계통 중 마찰 손실이 가장 큰 최원 말단 회로(임계 경로)를 선정하여, 해당 경로의 모든 배관, 부속류, 공조기 코일 등에서의 압력 강하 총합(필요 양정)을 계산.
   • 산정된 필요 양정과 전체 유량을 만족하는 펌프(순환 펌프 등)의 용량 및 대수(병렬/직렬 운전)를 선정.
8. 팽창 탱크, 공기 분리기 등 보조 기기 선정:
   • 시스템 내 냉온수 용량 변화(온도 변화에 따른 체적 팽창/수축)를 흡수하기 위한 팽창 탱크의 용량을 산정하고 선정.
   • 배관 시스템 내 공기 및 이물질을 제거하기 위한 공기 분리기, 스트레이너 등의 용량을 산정하고 선정.
   • 기타 필요한 보조 기기(예: 자동 급수 장치)를 선정.
9. 배관 계통 압력 강하 계산 및 확인:
   • 선정된 배관 구경과 부속류 사양을 바탕으로 시스템 전체의 압력 강하를 다시 정밀하게 계산.
   • 산정된 압력 강하가 선정된 펌프의 양정 범위 내에 있는지 확인. 만약 필요 양정이 너무 크거나 작으면 배관 구경이나 경로 등을 재검토하여 (5. 배관 구경 결정) 단계로 되돌아가 수정합니다.
10. 배관 평형(Balancing) 방식 결정 및 평형 밸브 선정:
    • 각 분기 회로에 유량이 균등하게 분배되도록 하는 평형 방식을 결정(정유량/변유량 평형 등).
    • 결정된 평형 방식에 따라 필요한 **평형 밸브(Balancing Valve)**를 각 회로에 설치하고 용량을 선정.
11. 배관 지지, 보온, 마감 상세 설계:
    • 배관의 자체 하중, 물 하중, 열팽창 등을 고려한 적절한 간격 및 위치에 배관 지지대(행거, 서포트)를 설계.
    • 열 손실/취득 방지 및 결로 방지를 위한 배관 보온재 종류, 두께, 마감 방법을 상세 설계.
    • 배관 관통부, 신축 이음부 등에 대한 상세 설계 포함.
12. 설계 도면 및 시방서 작성:
    • 위 과정을 통해 결정된 모든 내용을 바탕으로 배관 계통도, 평면 배관 상세도, 입면/단면 상세도, 배관 지지 상세도, 보온 상세도 등 필요한 설계 도면을 작성.
    • 사용 자재의 사양, 시공 방법, 시험 및 검사 기준, 유지관리 요구사항 등을 명시한 시방서 작성.

이러한 설계 순서는 각 단계가 유기적으로 연결되어 있으며, 필요에 따라 이전 단계로 되돌아가 검토 및 수정하는 과정을 거쳐 최종 설계가 완성됩니다.