일반적으로 열려 있는 모터식 볼 밸브와 일반적으로 닫혀 있는 모터식 볼 밸브를 선택하는 방법

전동 볼 밸브는 다양한 응용 분야에서 필수적인 장비입니다. 대부분의 솔레노이드 밸브는 새로운 위치에 있을 때 지속적으로 전원이 공급되는 반면, 전동 볼 밸브는 열림에서 닫힘으로, 또는 그 반대로 전환할 때만 에너지를 소비합니다. 전동 볼 밸브는 빠른 개폐 속도, 우수한 밀봉 성능, 그리고 간편한 작동으로 다양한 산업 시스템, 수처리, HVAC, 심지어 가정용 급수 시스템에도 널리 사용됩니다. 전동 볼 밸브를 선택할 때 가장 중요한 결정 중 하나는 상시 열림(NO) 유형과 상시 닫힘(NC) 유형 중 하나를 선택하는 것입니다. 이러한 선택은 전체 시스템의 안전성, 안정성 및 에너지 효율에 직접적인 영향을 미칩니다. 아래에서는 정의, 핵심 고려 사항 및 실제 적용 시나리오를 기반으로 한 선택 기준을 자세히 설명합니다.

1. 먼저, 정의를 명확히 하세요. 상시 개방형(Normal Open)과 상시 폐쇄형(Normal Closed) 전동 볼 밸브란 무엇일까요?

선택하기 전에 두 유형의 근본적인 차이점을 이해하는 것이 중요합니다. 차이점은 전원이 차단되었을 때(수동 작동 제외) 밸브 코어의 상태에 따라 결정됩니다. 다음 이미지는 NO 및 NC 전동 볼 밸브의 주요 특징을 보여줍니다.

• 상시 개방형(NO): 전원이 차단되면 밸브는 완전히 열린 상태를 유지합니다. 전기 신호가 수신될 때(전원이 켜질 때)만 밸브가 코어를 회전시키고 닫아 유체 흐름을 차단합니다. 전원이 다시 차단되면 스프링이나 기타 리셋 메커니즘의 작용으로 밸브는 자동으로 열린 상태로 돌아갑니다.
• 상시 폐쇄형(NC): 반대로 전원이 차단되면 밸브는 완전히 닫힌 상태입니다. 코어를 회전시키고 열어 매체가 흐르도록 하려면 전기 신호(전원 켜짐)가 필요합니다. 전원이 차단되면 코어는 자동으로 닫혀 매체를 차단합니다.

2. 코어 선택 기준: 시스템 안전 및 기능 요구 사항부터

상시 개방형과 상시 폐쇄형 중 어떤 것을 선택할지는 임의적인 것이 아닙니다. 시스템의 고장 상태 요구 사항과 일상 작동 논리를 기반으로 합니다. 다음 네 가지 핵심 요소에 중점을 두어야 합니다.

요인 1: 정전 후 "안전 상태"의 우선순위

이것이 가장 중요한 기준입니다. 예상치 못한 정전(시스템에서 흔히 발생하는 오류) 발생 시, 밸브의 상태는 시스템이 안전 사고(누출, 과압, 장비 손상 등)를 일으키지 않도록 보장해야 합니다.

• 정상 개방(NO) 선택: 정전 후 위험을 방지하기 위해 유체는 "계속 흐를" 수 있어야 합니다. 예:
  • 산업 장비의 냉각수 시스템: 정전 시 장비의 과열 및 손상을 방지하기 위해 냉각수는 계속 순환해야 합니다. 이때, 정전 후에도 냉각수 경로가 막히지 않도록 상시 개방형 전기 볼 밸브를 사용해야 합니다.
  • 화학물질 저장 탱크의 환기 파이프라인: 정전 후에는 휘발성 가스 축적으로 인한 탱크 내부 과압을 방지하기 위해 환기 밸브를 항상 열어 두어야 합니다. 이는 탱크 폭발로 이어질 수 있습니다.
• 상시 폐쇄(NC) 선택: 정전 후에는 위험을 방지하기 위해 매체의 흐름을 "중단"해야 합니다. 예:
  • 가정이나 공장의 가스 공급 파이프라인: 정전 시 가스 누출을 방지하고 화재 또는 폭발 사고를 방지하기 위해 가스 밸브를 즉시 닫아야 합니다. 이 경우 상시 닫힘(NO) 전기 볼 밸브가 가장 적합합니다.
  • 화학 시약 공급 파이프라인: 독성 또는 부식성 시약 공급 중 전원이 차단되면 시약 누출로 인한 환경 오염이나 상해를 방지하기 위해 밸브를 신속하게 닫아야 합니다.

요인 2: 일일 작동 빈도와의 일치

밸브 유형 또한 에너지 소비를 줄이고 밸브 수명을 연장하기 위해 시스템의 "일일 켜짐-꺼짐 빈도"에 맞아야 합니다.

• 상시 열림(NO) 밸브가 더 적합합니다.: 시스템이 일상 작동 중에 매체를 "장기 순환" 상태로 유지해야 하고, 닫는 것이 일시적인 작업(예: 간헐적인 유지 보수 또는 조정)인 경우입니다. 예를 들어, 주택가의 주요 상수도관은 24시간 물을 공급해야 하며, 밸브는 유지 보수가 필요할 때만 닫힙니다. 상시 개방형(NC) 밸브를 선택하면 닫을 때만 전원을 켜면 되므로 장기적인 전력 소비를 방지할 수 있습니다.
• 상시 폐쇄형(NC) 밸브가 더 적합합니다.: 시스템에서 "가끔"만 유체가 흐르고 대부분의 시간 동안 닫힌 상태인 경우입니다. 예를 들어, 가정용 온수기의 급수 밸브는 온수기가 물을 보충할 때만 열리고 다른 시간에는 닫혀 있습니다. 상시 닫힘형을 선택하면 열린 상태를 유지하기 위해 잦은 전원 공급을 피할 수 있어 에너지를 절약할 수 있습니다.

요인 3: 시스템 제어 로직과의 호환성

밸브가 명령을 올바르게 실행할 수 있도록 제어 시스템의 신호 출력 로직과 밸브 유형이 일치해야 합니다(예: PLC 또는 원격 제어 시스템을 통한 자동 제어).

예를 들어, 지능형 관개 시스템에서 시스템은 "매일 오전 8시에 관수"하고 "1시간 후 관수 중단"으로 설정되어 있습니다. 관개 파이프라인이 대부분 닫힌 상태라면 상시 닫힘형 전동 볼 밸브가 더 적합합니다. 시스템에서 "관수 신호"(전원 켜짐)를 보내면 밸브가 열리고, 1시간 후 신호가 차단(전원 꺼짐)되면 밸브가 자동으로 닫힙니다. 상시 개방 밸브를 사용하는 경우, 시스템은 관개하지 않는 기간 동안에도 "폐쇄 신호"(연속 전원 공급)를 계속 보내야 하며, 이는 에너지 소비를 증가시킬 뿐만 아니라 장시간 전원 공급으로 인해 밸브 고장을 초래할 수 있습니다.

요인 4: 매체 특성 고려

매체의 물리적 및 화학적 특성(점도, 부식성, 응고 용이성 등) 또한 밸브 선택에 영향을 미칩니다.

• 응고되기 쉬운 매체(용융 아스팔트, 파라핀 등): 밸브를 장시간 닫아 두면 매체가 밸브 코어에서 응고되어 밸브가 고착되어 열리지 않을 수 있습니다. 이 경우, 시스템이 허용한다면 매체의 흐름을 장시간 유지하고 응고를 방지하기 위해 상시 개방형 전기 볼 밸브를 사용하는 것이 좋습니다.
• 부식성이 강한 매체(예: 강산 및 강알칼리): 밸브가 장시간 개방된 상태로 유지되면 실링 링이 매체에 의해 부식되어 밀봉 성능이 저하될 수 있습니다. 시스템을 가끔씩만 열어야 하는 경우, 실링 링과 부식성 매체의 접촉 시간을 최소화하기 위해 상시 폐쇄형을 선택할 수 있습니다.

결론적으로 상시 개방형 및 상시 폐쇄형 전기 볼 밸브의 선택은 시스템 안전성 및 효율성과 밀접한 관련이 있습니다. 시스템의 고장 처리 요구 사항, 일상적인 작동 습관, 매체 특성을 모두 고려하여 가장 적합한 밸브 유형을 선택하고 전체 시스템의 안정적인 작동을 보장해야 합니다.