KCS 표준시방서 31501510 태양열 설비공사

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태양열 급탕 및 난방 시스템 시방서

1. 일반사항

1.1 적용범위

• 본 시방서는 태양열 급탕 시스템 및 난방 시스템의 설계, 제작, 검사, 운반, 설치, 기술지원, 시운전 등 제반 사항에 적용한다.
• 본 공사는 태양열 급탕 시스템 및 난방 시스템 제작 설치 공사로서 일반 시방서, 특기 시방서, 설계도면에 따라 기계 설비 일체를 설계, 제작, 구매, 공급, 설치 및 시운전을 완료하여 사용자에게 인계하는 공사이다.

1.2 참고기준

1.2.1 관련 기준

• 본 시방서에 기재되지 않은 사항은 아래 기준에 따라 시공한다.
  • 건축: KCS 41 00 00, 건축법, 소방 관련 법규, KS 규정집
  • 설비: 건축물의 설비기준 등에 관한 규칙, 소방 관련 법규, 설비공사업법, 소음·진동 관리법, 에너지 이용 합리화법
  • 전기: 한국전기공사협회 내선규정, 한국전력공사, 전기안전공사의 기술규정, 전기설비기준, 전기용품 및 생활용품 안전관리법, 소방 관련 법규

1.2.2 관련 규격

• KS B ISO 9459-1,2 태양열 난방 – 주택용 태양열 온수급탕 시스템
• KS B 5320 공업용 바이메탈식 온도계
• KS B 5305 부르동관 압력계

1.3 용어의 정의

• 태양열 집열기: 태양에너지를 직접 흡수하여 이용 가능한 열에너지로 전환하는 장치
• 축열조: 태양열 집열기에서 집열한 열을 필요한 때에 난방이나 급탕 등에 이용할 수 있도록 저장하는 탱크
• 자동제어장치: 태양열을 이용하는데 필요한 모든 설비 계통이 가장 효율적으로 작동될 수 있도록 자동으로 제어하는 장치
• 집열 순환펌프: 일사량이 있을 때 축열조에 있는 물을 집열기에 순환시켜 태양열을 집열할 수 있도록 하는 열매체 순환펌프
• 팽창탱크: 태양열을 집열하면 시스템 내의 온도가 높아져 열매체의 부피가 늘어난다. 이때 늘어나는 양을 흡수하여 기기의 파손을 방지하는 탱크
• 집열 열교환기: 태양열 집열부에서 집열한 열을 축열조에 온수로 저장하는 시스템에서 집열매체와 온수와의 열교환에 필요한 장치

1.4 제품의 표지 및 명판

• 공급자는 제품의 공장 제작 과정에서 제품의 표준을 식별할 수 있는 표지를 한다.
• 기기의 명판은 금속(스테인리스강판 또는 알미늄판)에 새기거나 인쇄하여 식별하기 쉬운 위치에 견고히 부착시켜야 한다. 명판의 내용은 다음을 포함한다.
  • 장비번호 및 명칭
  • 제작회사명 및 제작연월
  • 형식과 모델번호(일련번호)
  • 성능 또는 제원, 중량
  • 정격 용량, 전압, 기타 필요한 내용

1.5 시공업체의 자격

• 기계설비공사업 면허를 보유한 업체로서 신에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급 촉진법에 의거 신재생에너지 전문기업으로 등록된 업체이어야 한다.

1.6 법적 요구사항

• 신·재생에너지 설비의 지원 등에 관한 규정에 따른다.

1.7 하자보증

• 태양열 급탕 및 난방 시스템의 하자보증은 산업통상자원부 고시 신·재생에너지 설비의 지원 등에 관한 기준에 따른다.

1.8 운반 및 설치

• 운반
  • 운반은 공장 시험을 필한 후 설치 현장의 타 공사 관련 공정과 연관성을 고려하여 현장반입의 가능 여부를 파악한 후 운반한다.
  • 운반 및 설치 시에는 기기 파손 및 외부도장 면의 보호를 철저히 하며, 부주의로 인하여 발생되는 모든 문제는 공급자가 책임을 진다.
• 설치
  • 모든 공사는 설계도면과 시공기준에 따라 제반 설비의 기능을 충분히 발휘할 수 있도록 정확한 시공을 한다.
  • 제작도 및 시공도는 공급자의 표준도면 및 시방에 따른다.

1.9 준공검사 및 공사인도

• 준공
  • 설치, 시운전 완료 시점을 공사 완성으로 한다.
  • 한국에너지공단 등의 검사 공사완료 후 한국에너지공단 등의 시험검사가 필요시 검사에 합격하여야 한다.
• 인도
  • 공사가 완료되면 유지보수 관리에 필요한 취급 설명서 등을 작성하여 사용자에게 제출한다.
  • 준공검사의 불합격 부분은 지정된 기간 내에 보완하고 재검사를 받는다.
  • 준공검사가 완료된 후 사용자에게 설비를 인수인계 한다.

1.10 하자보수

• 하자보수 기간은 공사계약 조건에 따른다.
• 공사완료 인도 후 하자보수기간 동안 공사 및 재료의 불량 개소가 발생할 경우 즉시 교체하여야 하며, 그 비용은 공급자의 부담으로 한다. 단, 고의 또는 부주의로 인한 경우는 예외이다.

2. 자재

2.1 일반사항

• 태양열 이용 온수기는 KS B 8202에 준하는 제품으로 한다.
• 온수기는 누수를 일으키지 않는 구조로 점검 및 부품의 교환, 수리가 가능하고 필요한 강도와 내구성을 가져야 한다.
• 온수기의 물과 접촉되는 부분은 위생상 유해한 물질이 나오지 않는 것으로 하고 내식성을 갖는 것으로 한다.
• 온수기에 전열매체를 사용할 때는 누설이 없는 구조로 하고, 전열매체는 위생상 해가 없도록 한다.
• 온수기는 동결 파손 방지 구조로 하거나 또는 배수 가능한 구조로 한다.
• 온수기의 집열기는 KS B 8203에 준하는 제품(단, 집열기 내부에 큰 열용량 또는 축열기능을 가진 집열기에는 적용 제외)으로 한다.
• 태양열 온수기의 성능시험은 KS B ISO 9459-1,2,3에 준한다.

2.2 태양열 급탕시스템의 구성

• 탱크 저장형 시스템 (1대당)
  • 태양열 집열, 축열겸용 탱크 1식
  • 전기히타 1식 (심야전력 이용 시)
  • 밸브 1식 (급수, 팽창탱크 부착용 쇠붙이 포함)
  • 급수, 급탕, 배수용 밸브 1식
• 자연 대류형 시스템 (1대당)
  • 태양열 집열기 1식
  • 전기히타 1식 (심야전력 이용 시)
  • 축열저장탱크 1식 (열교환기 포함 – 이중탱크방식, 튜브/탱크방식, Low-fin 튜브/탱크방식)
  • 밸브 1식 (급수, 급탕, 배수용)
  • 부착용 쇠붙이 1식
• 강제 순환형 시스템 (1대당)
  • 태양열 집열기 1식
  • 전기히타 1식 (심야전력 이용 시)
  • 축열탱크 1식
  • 보조 보일러 1식
  • 팽창탱크 1식
  • 순환탱크 1식
  • 차온 조절기 1식
  • 밸브 1식 (급수, 급탕, 배수용)
  • 온도계 1식
  • 부착용 쇠붙이 1식

2.3 태양열 집열기

• 한국에너지공단 신재생에너지센터에서 인증한 제품을 사용하며, 태양에너지를 직접 흡수하여 이용 가능한 열에너지로 전환할 수 있는 구조이어야 한다.
• 습기 및 결로현상, 집열기 내부 스모그현상(outgassing)이 없어야 한다.
• 집열기는 빗물, 분진이 들어가기 어려운 구조로 하고, 들어간 경우에도 집열기의 성능에 중대한 장애가 생기지 않아야 한다.
• 집열 시스템에는 과열방지, 팽창 등 안전대책을 고려한다.

2.4 축열탱크

• 집열기에서 발생한 열을 필요시 사용할 수 있도록 저장하는 기능의 구조이어야 한다.
• 축열탱크의 재질은 STS 316 이상이어야 한다.

2.5 팽창탱크

• 열매체 팽창 시 팽창량을 수용하며 시스템 보호를 위해 열매체를 일시 저장하는 구조이어야 한다.
• 팽창탱크의 재질은 SS 275 이상이어야 한다.

2.6 열교환기

• 집열기에서 발생한 열을 열매체 순환펌프의 가동으로 축열탱크에 열을 저장하는 구조이어야 한다.
• 열교환기는 축열탱크 매입형 또는 분리형으로 한다.

3. 시공

3.1 집열기 설치

• 바람, 적설하중, 구조하중 및 건축물의 방수 등에 문제가 없도록 설치한다.
• 집열기 지지대 제작 시 형강류, 기초지지대에 포함된 철판부위 및 체결용 볼트, 너트, 와셔(볼트캡 포함)는 용융아연도금 처리 또는 동등 이상의 녹방지 처리를 하며 용접부위는 방식처리한다.
• 유지보수를 위한 공간을 두거나 안전을 고려한 발판 및 안전난간을 설치한다.

3.2 축열탱크 설치

• 축열탱크의 용접부는 크랙, 언더컷, 오버랩, 슬래그 등의 유해한 결함이 없도록 하며 위생상 해로움이 없어야 한다.
• 축열탱크의 내부 상태를 확인할 수 있는 KS B 5320 또는 이와 동등 이상의 성능을 가진 온도계와 KS B 5305 또는 이와 동등한 성능을 가진 압력계 및 안전밸브를 설치한다.
• 축열탱크 최하단에는 배수 및 청소가 가능하도록 적정규격의 배수밸브 25 A 이상을 설치한다.
• 축열탱크 제작 후 물을 채워 24시간 방치시킨 후 최고사용압력의 1.5배 이상의 수압시험을 실시하여 누수 및 변형 여부를 검사하여 이상이 없어야 한다.
• 축열탱크를 옥외에 설치하는 경우에는 콘크리트 기초 위에 조립식 패널 등을 설치하여 빗물 침투 등을 방지할 수 있도록 하고, 공급수 배관에는 동파방지를 위하여 보온조치를 한다.
• 축열탱크의 보온은 그라스울 100 mm 또는 우레탄폼 100 mm 이상의 조건에 해당하는 소재 및 규격으로 하며 외부케이싱은 흡습 및 부식 방지 소재로 한다.

3.3 팽창탱크 및 펌프류 설치

• 팽창탱크는 구분된 배관회로마다 펌프 흡입구 측에 적정용량을 설치한다.
• 팽창탱크는 열매순환배관보다 높은 위치에 설치하며, 열매 배관과 팽창탱크와의 연결관에는 밸브가 없어야 한다. 단, 수리를 위해 밸브를 설치할 경우 밸브의 ‘열림/닫힘’를 표시하고, 운전시에는 ‘열림’으로 고정되어야 한다.
• 모든 펌프는 고효율인증제품을 우선적으로 사용하며, 해당 용량에 인증제품이 없는 경우에는 KS표준규격 및 동등이상의 제품을 사용한다.

3.4 집열기 가대 설치

• 집열기 설치가대는 풍압이나 설치하중에 견딜 수 있어야 하며 뒤틀림이나 흔들림이 없도록 지면에 견고히 고정한다.
• 집열기 설치가대는 집열기 하단부가 최소 150 mm 이상 높이를 유지할 수 있도록 하며 낙수나 눈에 잠기지 않는 구조체로 되어야 한다.
• 설치가대 구조물은 형강을 사용하여 용접 또는 볼트로 조립하며 부식에 대한 침식이 없도록 페인팅 또는 아연도금 한다.
• 집열기 설치 받침대에는 집열기의 점검, 보수가 쉽도록 사람이 다닐 수 있는 통로가 상단부에 설치되어야 한다.
• 집열기 및 축열탱크의 기초는 각각의 중량을 견딜 수 있는 강도로 설치한다.

3.5 배관 및 보온 공사

• 배관 및 부속자재는 부식 요인이 없는 KS표준의 소재를 사용한다.
• 기타 배관, 밸브공사는 KCS 31 20 15 기준에 따른다.
• 각종 장비 및 배관에는 유지관리가 용이하도록 필요한 곳에 온도계, 압력계 등을 설치한다.
• 집열 순환 배관은 순환에 지장이 없도록 설치하며 기울기로 인해 공기가 잔류하지 않도록 구성한다.
• 집열기 순환 배관은 야간 역류현상을 방지하는 구조를 갖고 있어야 한다.
• 수압시험은 배관 연결공사가 완료된 후 사용압력의 1.5배로 30분 이상 보존 후 누설검사를 실시하여 배관 및 연결 구성품에 누수나 기타 이상이 없어야 한다.
• 연결 배관의 종류 및 유체의 진행방향을 사용자가 손쉽게 알 수 있도록 온수배관, 열매체배관 등에 유체의 흐름방향을 표시한다.
• 장착된 각종 밸브는 사용용도를 명기하여 조작 시 혼란이 없도록 인식표를 부착한다.
• 옥외에 노출되는 배관의 보온마감은 햇볕으로 변질되지 않는 별도의 보양조치를 한다. 기타 보온공사는 KCS 31 20 05 기준에 따른다.

3.6 과열방지대책

3.6.1 과열방지 대책의 목적

• 펌프류의 보호 (cavitation 방지 등)
• 집열기 및 배관계통의 보호
• 열매체(부동액)의 포화방지
• 화상방지, 파손의 경우 피해방지

3.6.2 비등 방지 대책

• 부동액을 사용하는 시스템은 방열용 열교환기로 방열한다.

3.7 기타

• 시스템 내에 과열방지 및 동파방지 대책이 마련되어 있어야 한다.
• 정전 및 고장 시에도 열매체가 누출되지 않도록 한다.

3.8 태양열 시스템 자동제어 공사

• 제어장치는 육안확인 및 조작이 가능한 장소에 설치하고, 자동 및 수동운전이 가능하며, 설정온도에서 정상작동이 되어야 한다.
• 제어장치는 집열기 및 축열탱크 상·하부의 온도를 표시하고, 온도조절이 쉽게 설정이 가능하여야 한다.
• 온도감지기는 가능한 외부의 조건에 의한 영향을 받지 않도록 집열기 출구부위(최고온도부)와 축열탱크 하단부위(최저온도부)에 설치한다.
• 하절기에 집열기 회로시스템의 과열을 방지하기 위해 자동 과열방지장치를 설치한다.
• 태양열시스템의 제어장치는 온도설정이 쉽고, 성능이 우수하여야 한다.
• 모니터링을 필요로 하는 경우 에너지생산량 및 가동상태를 알 수 있도록 중앙관제실에서 해당 데이터를 실시간 확인 및 저장할 수 있어야 하며, 필요시 통신시설을 설치하여 인터넷으로도 전송 가능하게 한다.
• 모니터링 항목
  • 일일열생산량(kWh): 24개(시간당) – 열교환기, 축열탱크 입출구 온도, 축열부 유량(열량)
  • 생산시간(분): 1개(1일)
• 기타 사항은 기계공사 KCS 31 35 25에 따른다.

3.9 시운전

3.9.1 제한사항

• 열전달 매체를 채우기 전에 모든 여과기나 트랩은 청결하게 되도록 한다.
• 배관 및 열교환기 내의 유해물질을 제거해내기 위하여 물로 씻어낸 다음 운전을 시작한다.
• 시스템에 열전달 매체를 주입할 경우에는 펌프의 작동으로 집열기 내 임계조건을 만들어주게 되거나 제어장치가 고장 나는 것과 열충격을 방지하기 위하여 일사량이 적은 상태에서 한다.

3.9.2 점검과 시운전

• 유량과 압력은 설계조건에 적합한지 검사한다.
• 시스템의 제어작동이 제대로 되는지 여러 작동조건에서 운전 상태를 검사한다.
• 안전밸브는 정상적으로 작동되는지 검사한다.
• 집열회로와 집열기 내에 적정 유량이 통과되는지 검사한다.
• 열매체 주입 및 압력유지
  • 시스템 청소와 세척, 압력시험 후에 실시한다.
  • 집열기가 직사광선에 노출되지 않을 때 전체 시스템을 채운다.
  • 모든 배관과 구성품의 누수에 대한 점검을 한다.

3.10 관리원 교육

• 시공업체는 관리원으로 지정된 자에게 다음 사항을 교육하여 시스템 운용 및 유지관리에 지장이 없도록 한다.
  • 태양열 시스템 작동 방법
  • 장비의 설치위치 및 기기 취급 요령
  • 고장수리 및 일상적인 하자 대처 방법
  • 유지관리 지침 및 주기적 관리 사항

3.11 커미셔닝

• 태양열 설비공사와 관련된 커미셔닝은 KCS 31 25 10(3.12) 및 KCS 31 20 25 관련사항에 준한다.

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