상시 개방형 및 상시 폐쇄형 전동 볼 밸브 선택 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 및 간편한 작동으로 인해 다양한 산업 시스템, 수처리, HVAC 및 가정용 급수 시스템에 널리 사용됩니다. 전동 볼 밸브를 선택할 때 가장 중요한 결정 중 하나는 상시 개방(NO)형과 상시 폐쇄(NC)형 중에서 선택하는 것입니다. 이 선택은 전체 시스템의 안전성, 안정성 및 에너지 효율에 직접적인 영향을 미칩니다. 아래에서는 정의, 핵심 고려 사항 및 실제 적용 시나리오를 통해 선택 기준을 자세히 설명합니다.

1. 먼저, 정의를 명확히 하겠습니다. 상시 개방형(NO) 및 상시 폐쇄형(NC) 전동 볼 밸브란 무엇일까요?

밸브를 선택하기 전에 두 유형의 근본적인 차이점을 이해하는 것이 중요합니다. 이 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 밸브 코어가 회전하여 닫히고 유체의 흐름을 차단합니다. 전원이 다시 차단되면 스프링 또는 기타 재설정 메커니즘의 작용으로 자동으로 열린 상태로 돌아갑니다.
• 상시 폐쇄형(NC): 반대로 전원이 차단되면 밸브는 완전히 닫힌 상태를 유지합니다. 코어를 회전시켜 열고 유체가 흐르도록 하려면 전기 신호(전원 켜짐)가 필요합니다. 전원이 차단되면 자동으로 닫혀 유체의 흐름을 차단합니다.

2. 코어 선택 기준: 시스템 안전 및 기능 요구 사항부터 시작

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

요소 1: 전원 차단 후 "안전 상태"의 우선순위

이것이 가장 중요한 기준입니다.

예기치 않은 정전(시스템에서 흔히 발생하는 고장) 발생 시 밸브의 상태는 시스템이 안전사고(누출, 과압, 장비 손상 등)를 일으키지 않도록 보장해야 합니다.

• 상시 개방(NO) 선택: 정전 후에도 위험을 방지하기 위해 유체가 "계속 흐르도록" 해야 합니다. 예를 들어:
  • 산업 설비의 냉각수 시스템: 전원이 차단될 경우 장비의 과열 및 손상을 방지하기 위해 냉각수가 계속 순환해야 합니다. 이 경우, 정전 후에도 냉각수 통로가 막히지 않도록 상시 개방형 전기 볼 밸브를 사용해야 합니다.
  • 화학물질 저장 탱크의 환기 배관: 정전 후, 휘발성 가스 축적으로 인한 탱크 내부 압력 과도화를 방지하고 탱크 폭발을 막기 위해 환기 밸브를 열어 두어야 합니다.
• 상시 폐쇄형(NC) 선택: 정전 후, 위험을 방지하기 위해 유체의 흐름을 차단해야 합니다. 예를 들어:
  • 가정이나 공장의 가스 공급 배관: 정전 시 가스 누출 및 화재 또는 폭발 사고를 방지하기 위해 가스 밸브를 즉시 닫아야 합니다. 이 경우 상시 닫힘(Normally Closed) 전기 볼 밸브가 최적의 선택입니다.
  • 화학 시약 공급 파이프라인: 독성 또는 부식성 시약을 공급하는 동안 전원이 차단될 경우, 시약 누출로 인한 환경 오염이나 인명 피해를 방지하기 위해 밸브를 신속하게 닫아야 합니다.

요소 2: 일일 작동 빈도와의 적합성

밸브 유형은 시스템의 "일일 가동/정지 빈도"와도 일치해야 에너지 소비를 줄이고 밸브의 수명을 연장할 수 있습니다.

• 상시 열림(Normally Open, NO) 밸브가 더 적합함: 시스템이 일일 작동 중 매체를 "장시간 순환" 상태로 유지해야 하고, 닫힘은 일시적인 작업(예: 간헐적인 유지 보수 또는 조정)에만 필요한 경우입니다. 예를 들어, 주거 지역의 주 급수관은 24시간 내내 물을 공급해야 하며, 유지 보수가 필요할 때만 밸브를 닫습니다. 상시 개방형 밸브를 선택하면 장기간 전력 소모를 줄일 수 있습니다(밸브가 닫힐 때만 전원이 공급되기 때문입니다). 상시 폐쇄형(NC) 밸브가 더 적합합니다. 시스템에서 유체가 "간헐적으로"만 흐르고 대부분의 시간 동안 닫힌 상태를 유지하는 경우에 적합합니다. 예를 들어, 가정용 온수기의 급수 밸브는 온수기에 물을 보충할 때만 열리고 그 외 시간에는 닫혀 있습니다. 상시 닫힘형 밸브를 선택하면 개방 상태를 유지하기 위해 전원을 자주 공급할 필요가 없어 에너지를 절약할 수 있습니다.

요소 3: 시스템 제어 로직과의 호환성

밸브 유형은 제어 시스템의 신호 출력 로직과 일치해야 밸브가 명령을 정확하게 실행할 수 있습니다(예: PLC 또는 원격 제어 시스템에 의한 자동 제어).

예를 들어, 지능형 관개 시스템에서 "매일 오전 8시에 급수"하고 "1시간 후 급수 중지"하도록 설정되어 있다고 가정해 보겠습니다. 관개 배관이 대부분 닫힌 상태라면 상시 닫힘형 전동 볼 밸브가 더 적합합니다. 시스템에서 "급수 신호"(전원 켜짐)를 보내면 밸브가 열리고, 1시간 후 신호가 차단되면(전원 꺼짐) 밸브가 자동으로 닫힙니다. 상시 개방 밸브를 사용하는 경우, 시스템은 비관개 기간 동안 "닫힘 신호"(지속적인 전원 공급)를 계속 보내야 하므로 에너지 소비가 증가할 뿐만 아니라 장시간 전원 공급으로 인해 밸브 고장이 발생할 수 있습니다.

요소 4: 매체 특성 고려

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

• 응고가 쉬운 매체(용융 아스팔트, 파라핀 등)의 경우: 밸브가 장시간 닫혀 있으면 밸브 코어에서 매체가 응고되어 밸브가 고착되어 열리지 않을 수 있습니다. 이 경우, 시스템이 허용한다면 유체의 흐름을 장시간 유지하고 응고를 방지하기 위해 상시 개방형 전동 볼 밸브를 사용하는 것이 좋습니다.
• 강산 및 강알칼리와 같은 부식성이 강한 유체의 경우: 밸브가 장시간 열린 상태로 있으면 밀봉 링이 유체에 의해 부식되어 밀봉 성능이 저하될 수 있습니다. 시스템을 간헐적으로만 열어야 하는 경우, 밀봉 링과 부식성 유체의 접촉 시간을 최소화하기 위해 상시 폐쇄형을 선택할 수 있습니다.

결론적으로, 상시 개방형 및 상시 폐쇄형 전동 볼 밸브의 선택은 시스템의 안전과 효율성에 밀접하게 관련된 결정입니다. 시스템의 고장 처리 요구 사항, 일상적인 작동 습관 및 유체 특성을 종합적으로 고려해야만 가장 적합한 밸브 유형을 선택하고 전체 시스템의 안정적인 작동을 보장할 수 있습니다.