HVAC 시운전에 전기기술자가 필요해?
자동제어 시스템 시운전 방법
HVAC 시운전 필요 인력 및 공구의 건
안녕하십니까, 공무부장님
표제와 관련한 인원 및 공구에 대한 정보를 아래와 같이 송부하오니 업무에 참고하시기 바랍니다.
1. 인원 : 아래 둘 중 한 분야 기술자 18명
㉠ HVAC 장비 (공조기, 실외기, 냉동기 등) 점검 가능자
㉡ 전기 결선 가능자 (Electrician)
2. 공구 : 하기 공구 9 세트를 교정(Calibration) 완료 후 납품 필요
㉠ 멀티테스터
㉡ 신호발생기 (Signal Generator) : 0~10V DC & 4~20mA
㉢ 무전기 세트
감사합니다.
윤 성지 드림
"네, 윤성지입니다."
"응, 윤 과장. 보낸 메일은 봤어. 근데 교정은 꼭 해야 하는 거야?"
"안녕하십니까, 공무부장님. 교정을 하지 않은 공구는 시운전에 사용할 수가 없습니다."
"응, 알았어. 교정까지 완료하려면 시간이 좀 걸리겠는데? 그리고 HVAC 시운전을 하는데 전기기술자(Electrician)가 필요해?"
"네. 장비와 관련된 시운전은 Vendor Supervisor가 진행할 거라 장비 관련된 기술자는 많이 필요 없습니다. 그런데 자동제어 시운전을 진행하려면 센서류 결선이나 HCP 결선을 확인해야 하거든요. 그래서 전기기술자가 더 많이 필요합니다."
"응. 알았어. 근데 공구는 9세트가 필요한데, 인원은 왜 18명이 필요해?"
"아, 네. 시운전을 하려면 한 명은 HCP를 조작해야 하고, 한 명은 현장에서 센서나 장비를 직접 확인해야 하거든요. 그래서 1팀당 2명씩 필요합니다."
"아, 그렇구나. 그래서 무전기도 9세트를 신청했구나. 알았어. 내가 최대한 빨리 준비해 볼게."
"네. 감사합니다, 공무부장님"
"응. 수고해."
"네, 고생하십시오."
자동제어 시스템의 시운전은 문제가 있는 부분을 확인하는 방식으로 진행한다. 예를 들어, HMI (Human Machine Interface)에 표시된 센서들 중에 값을 표시하지 않은 센서는 문제가 있는 것이다. 전기기술자(Electrician) 한 명이 현장에 나가서 해당 센서의 결선을 확인하고, 다른 한 명의 전기기술자는 HCP (HVAC Control Panel) 쪽의 결선을 확인해야 한다. HVAC Controp Panel(HCP)과 관련된 제어케이블에 대한 Pre-commissioning(Continuity Test, IR Test)과 Commissioning(SAT : Site Acceptance Test)을 모두 진행했다면, 제어 케이블부터 HCP까지는 문제가 없어야 한다. 하지만, Continuity Test, IR (Insulation Resistance) Test로는 결선이 제대로 됐는지 확인하지 않기 때문에, 현장의 결선이 틀렸을 가능성이 높기 때문에 현장을 꼭 확인해야 한다.
그리고, HCP는 HMI, 컨트롤러(해외 EPC 프로젝트에서는 대부분 PLC : Programmable Logic Controller를 사용한다.), PLC 입출력 모듈(Input, Output Module), PLC Power Supply, 단자대(TB : Terminal Block) 등 여러 가지 장치가 있어서 문제가 있을 가능성이 높다. 제어케이블이 단자대에 끝까지 결속이 되지 않거나, 컨트롤러에 문제가 있거나, PLC 입출력 모듈이나 모듈의 어떤 부분에 문제가 생기면 HMI에 정보가 제대로 표시될 수 없기 때문이다. 심지어는 HMI와 PLC 사이에 통신이 잠깐 중단되더라도 HCP는 제대로 동작할 수 없다. 이처럼 자동제어 시스템으로 가동되는 HVAC 시스템을 점검하기 위해선 전기기술자가 필요하다. 각 신호의 결선부터 연결된 모든 전기 부품 계통을 다 확인해서 문제를 파악해야 하기 때문이다.
HCP 도면 (상부, 전면, 옆면, 아래 부분의 모습이다.) 그리고 위에 언급한 Multi Tester와 신호발생기가 필요한 이유는 다음과 같다. 제어 신호는 DI (Digital Input), DO (Digital Output), AI (Analog Input), AO (Analog Output) 4가지로 구분할 수 있다. 0, 1만으로 운전할 수 있는 신호는 Digital 신호라고 부른다. 예를 들어, MFD (Motorized Fire Damper)나 MOV (Motor Operating Valve)가 완전히 열리고 완전히 닫히는 (Fully Open/Close) 두 가지 상태만을 HVAC Control System 운전에 사용한다면 DI와 DO 신호들을 연결해야 한다. 만약에, HVAC Control System 운전에 MFD와 MOV가 5%, 10% 등으로 Full Open/Close 외에 다른 상태로 사용된다면 AI와 AO 신호들을 연결해야 한다.
Digital 신호를 사용하는 장치들과, Analog 신호를 사용하는 장치들은 연결되는 케이블도 다르다는 점을 기억해야 한다. 실제로, 가장 최근에 진행했던 사우디아람코 프로젝트의 시방서 (Project Specification)에는 Digital용 제어 케이블은 CVV 케이블 (Concentric Stranded copper wire를 PVC 절연재가 감싸고 있는 케이블)를 사용해야 하고, Analog용 제어 케이블은 CVVS (CVV케이블에 Annealed copper tape Shield가 추가된 케이블)를 사용해야 한다고 명시하고 있었다.
제어 신호 4가지를 확인하는 방법은 다음과 같다.
1. DI (Digital Input) 신호 종류
㉠ On/Off Type의 Damper/Valve들의 Full Open 혹은 Close 상태
㉡ Flow Switch (공기나 물의 흐름을 확인하는 장치)의 신호
㉢ AHU(Air Handling Unit), ACCU(Air Cooled Condensing Unit), 냉동기(Chiller), EDH(Electric Duct Heater), EHU(Electric Humidifier Unit), 펌프 등 장치의 운전 상태 (Run Status)
㉣ AHU, ACCU, 냉동기, EDH, EHU, 펌프 등 장치의 고장 상태 (Fault Alarm)
㉤ PDS(Pressure Difference Switch)의 신호 (보통 공기 Filter가 더럽다는 것을 확인하는 신호)
2. DI 신호 확인 방법
- DI 모듈에 연결된 단자대를 짧은 Jumper Code(단자대를 임시로 연결하기 위한 케이블)로 연결해서 관련 신호가 HMI에 표현되는지 확인 (단자대를 연결했을 때와 연결하지 않았을 때 HMI에 표시되는 것이 다르다.)
3. DO (Digital Output) 신호 종류
㉠ On/Off Type의 Damper/Valve들의 Full Open 혹은 Close 명령 (Command)
㉡ AHU, ACCU, 냉동기, EDH, EHU, 펌프 등 장치의 Run/Stop 명령 (Command)
㉢ HVAC Control System의 상태 (Run Status, Fault Alarm, Shutdown 등)
- (DCS(Distributed Control System)등 다른 제어 시스템에 HVAC Control System의 상태를 알리기 위해서 사용하는 신호들)
㉣ 중요한 공간의 고온 알람 (High Temperature Alarm)
㉤ 중요한 공간의 양압 (Possitive Pressure) 유지 실패 알람 (보통 석유화학 혹은 정유 플랜트에서 건물 안은 대기압에 비교해서 25Pa 높아야 한다.)
4. DO 신호 확인 방법
- Multi Tester로 DO 신호가 On일 때, 관련 도면(Wiring Diagram)에 명시된 전압이 도면에 명시된 단자대에서 출력되는지 확인
5. AI (Analog Input) 신호 종류
㉠ 온도
㉡ 습도
㉢ 압력 혹은 차압(Difference Pressure)
㉣ TCV (Temperature Control Valve) 열린 정도
㉤ AHU 혹은 펌프의 VFD (Variable Frequency Driver)의 현재 속도 (Feedback)
6. AI 신호 확인 방법
- 신호발생기(Signal Generator)로 어떤 AI 모듈에 연결되는 단자대(TB)에 Analog 값을 입력한 후에 HCP에 표시되는 값을 확인 (보통 0~10V DC 혹은 4~20mA신호를 사용하며 0, 25, 50, 75, 100%의 값을 모두 확인한다.)
7. AO (Analog Output) 신호 종류
㉠ TCV가 열려야 하는 정도 명령 (Command) (보통 0~10V DC 혹은 4~20mA)
㉡ AHU 혹은 펌프의 VFD (Variable Frequency Driver)의 속도 명령 (Command)
8. AO 신호 확인
- Multi Tester로 어떤 AO 모듈에 연결되는 단자대에서 나오는 Analog 신호의 값을 측정 (보통 0~10V DC 혹은 4~20mA를 사용하며 0, 25, 50, 75, 100%의 값을 모두 확인한다.)
