💡 30초 실무 핵심 요약 (Key Takeaways)
- 기준 분류: 국토교통부 표준시방서 (KCS 31 60 10)
- 적용 범위: 본 기준은 지열원열펌프 설비공사의 설계 제원, 자재 규격, 시공 절차 및 품질 관리 기준을 규정합니다.
- 최신 개정 고시: 2026-02-23 국토교통부 및 주관기관 최신 기준 반영
1. 일반사항
1.1 적용범위
이 기준은 수직밀폐형, 지중수평형, 에너지파일형, 스탠딩컬럼웰형 등 지열원 열펌프 시스템 설비에 적용한다.
1.2 참고기준
다음 표준은 이 절에 명시되어 있는 범위 내에서 이 기준의 일부를 구성하고 있는 것으로 보며, 명기되지 않는 일부 기계설비 공사 및 전기공사 등은 KCS 31 00 00과 KCS 32 00 00에 따른다.
🔹 1.2.1 한국산업표준(KS)
● KS T 1057 포장용 폴리염화비닐 점착 테이프
● KS T 1060 방식용 폴리염화비닐 점착 테이프
● KS B 0885 수동 용접 기술검정의 시험방법 및 판정기준
● KS B 1501 철강제 관 플렌지의 압력 단계
● KS B 1503 강제 용접식 관 플랜지
● KS B 1506 스테인레스 강제 용접식 플랜지
● KS B 1510 구리 합금제 관 플랜지의 기본 치수 및 치수 허용차
● KS B 1511 철강제 관 플랜지의 기본 치수
● KS B 1519 관플랜지의 개스킷 자리 치수
● KS B 1522 일반 배관용 강제 맞대기 용접식 관 이음쇠
● KS B 1541 배관용 강제 맞대기 용접식 관 이음쇠
● KS B 1546 폴리에틸렌 관 이음쇠
● KS B 2103 밸브표시 통칙
● KS B 2301 청동밸브
● KS B 2330 플로팅밸브
● KS B 2332 수도용 제수밸브
● KS B 2333 수도용 버터플라이밸브
● KS B 2361 주강 플랜지형밸브
● KS B 5305 부르동관 압력계
● KS B ISO 9459-1,2 태양열 난방-주택용 태양열 온수 급탕 시스템
● KS C 9306 에어컨디셔너
● KS D 3503 일반 구조용 압연 강재
● KS D 3507 배관용 탄소 강관
● KS D 3576 배관용 스테인리스 강관
● KS D 5545 구리 및 구리 합금 용접관
● KS B 5578 구리 및 구리 합금 관이음쇠
● KS F 2803 보온, 보냉공사의 시공표준
● KS T 1093 포장용 폴리에틸렌 필름
● KS M 3862 발포 폴리에티렌 보온재
● KS M 3408-1 수도용 플라스틱 배관계-폴리에틸렌(PE)-제1부:일반사항
● KS M 3408-2 수도용 플라스틱 배관계-폴리에틸렌(PE)-제2부:관
● KS M 3408-3 수도용 플라스틱 배관계-폴리에틸렌(PE)-제3부:이음관
● KS B ISO 13256-1 수열원 열 펌프-성능 시험 및 평가-제1부:물-공기와 브라인-공기 열 펌프
● KS B ISO 13256-2 물 열원으로 이용한 열펌프의 성능시험 평가 - 제2부: 물 대 물, 염수 대 물 열펌프
● KS B 8292 물-물 지열원 열펌프 유닛
● KS B 8293 물-공기 지열원 열펌프 유닛
● KS B 8294 물-공기 지열원 멀티형 열펌프 유닛
🔹 1.2.2 국제표준
● ISO-13256-1 Water-source heat pumps-Testing and rating for performance Part 1
● ISO-13256-2 Water-source heat pumps-Testing and rating for performance Part 2
● ARI 320 Standard for Water Source Heat Pumps
● ARI 330 Standard for Ground Source Closed-Loop Heat Pumps
1.3 용어의 정의
● 지열원 열펌프 시스템: 토양, 암반, 지하수 등이 보유한 지하의 열원을 이용한 열펌프로 냉수와 온수를 발생시켜 냉방과 난방 및 급탕에 이용하는 설비 시스템
● 지중열교환기: 지중열을 채열하거나 지중에 방열을 하기 위하여 지중에 매설하는 열교환기
● 보어홀: 지중열교환기를 매설하기 위하여 지중에 천공하는 구멍
● 그라우팅: 천공홀 주변의 암석과 지중열교환기를 물리적으로 결합시키기 위해 뒤채움재를 삽입하는 작업
● 열펌프 유닛: 저온의 열원으로부터 열을 흡수하여 고온의 열을 생산하거나, 고온의 열을 저온의 열원
2. 자재
2.1 일반사항
(1) 열펌프 유닛은 열원 및 부하측 열교환기, 압축기, 팽창장치 등으로 구성된다.
(2) 지열원 열펌프 유닛은 운전시의 소음, 진동이 적고, 소정의 성능을 가지는 것으로 하며 설계도서상에 소음값과 성능값(COP, 정격용량)을 명시하도록 한다.
(3) 상기의 열펌프 중 고압가스안전관리법의 적용을 받는 것은 해당 관계법규가 정하는 바에 따르며 한국가스안전공사의 각종 시험에 합격한 것으로 한다.
(4) 한국에너지공단 신재생에너지 설비심사기준 KS B 8292 ~ 8294에 의한 신재생에너지센터의 인증제품이어야 한다.
2.2 열펌프 유닛
열펌프(압축기, 증발기, 응축기, 수 가열기 겸 수 냉각기 등)를 구성하는 주요부와 부속장치 및 냉매배관의 기술기준은 KCS 31 25 10(2.1.4) 에 준한다.
2.3 온도조절기 및 검출기
온도조절기 및 검출기의 설정범위, 검출정도, 온도조절기의 종류별 설치위치 및 온도조절기와 검출기의 형상 등과 구성요소는 각 제어방식별로 KCS 31 35 15(2.7.1) 기준에 따른다.
2.4 순환 펌프
순환펌프의 재료 및 구조와 부속품의 종류는 KCS 31 25 10(2.9)에 표기된 내용에 따르며 전동기와 축이음으로 직결하여, 주철제 또는 강제의 공통베드에 설치한 것으로서 주축과 임펠러는 STS 304 이상의 재질을 사용하고 허용온도 범위는 -15 ℃∼ +120 ℃로 제한한다.
2.5 지중열교환기
수직 밀폐형, 지중 수평형 및 에너지 파일형의 지중 매설용 배관은 다음과 같은 기본적 특성을 만족하는 HDPE관 또는 용도에 적합한 재질의 신축성 있는 배관재를 사용한다.
(1) 화학 안정성: 산, 알카리, 염분 등에 부식되지 않고 세균류가 번식되지 않을 것
(2) 위생성: 물의 순도가 유지되며, 물의 맛을 변질시키지 않을 것
(3) 유동성: 내벽이 매끈하여 유체들의 손실수두를 최소화시킬 것
(4) 내한성: 영하 80℃까지는 물성변화가 없고 동파되지 않을 것
|
기본 물성 (단위) |
요구 성능 |
|
밀 도 (g/㎤) |
0.953 |
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용융지수 (g/10min) |
0.10 |
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항복인장강도 (N/mm2) |
20 이상 |
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신 율 (%) |
600 이상 |
|
충격강도 (N/mm2) |
1.3 |
|
비열 (kJ/kg℃) |
2.3 |
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열전도율 (w/cm℃) |
0.4 |
|
연화온도 (℃) |
121 |
|
융점 (℃) |
128 |
|
저온취하온도 (℃) |
-80 이하 |
2.6 관 보온재
표 2.6-1과 같이 관 보온재의 성능을 갖추어야 한다.
|
내화학성 |
열경화성: 화염확산과 불똥이 생기지 않음. |
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사용온도(℃) |
-57 ~ 175 |
|
열전도율(W/m‧k) |
0.035 ~ 0.036 |
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열전도율 (5년경과 기준) |
0.0382(접착제 사용으로 완벽한 기밀유지) |
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내후성(옥외 햇빛 노출) |
양호 (옥외노출에 강함) |
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화염 차단성 / 연소성 |
양호 / 난연 |
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인체 유해성 |
양호 (특히, 다이옥신, PVC에 대해 안전할 것) |
3. 시공
3.1 공사 일반
🔹 3.1.1 일반사항
(1) 산업통상자원부 고시 신⋅재생에너지 설비의 지원 등에 관한 기준 및 신재생에너지센터 공고 신재생에너지설비의 지원 등에 관한 지침에 따른다.
(2) 시공자격은 신에너지 및 재생에너지 개발⋅이용⋅보급 촉진법에 따라 신재생에너지전문기업으로 한국에너지공단에 등록된 업체이어야 한다.
(3) 시공은 지열전문인력으로 인정된 자에 한한다.
🔹 3.1.2 시공 전 협의
(1) 시공자는 지중열교환기 매설에 필요한 부지확보 및 타 공정과의 간섭여부 등을 충분히 검토하고, 이에 대한 내용을 발주자 또는 건설사업관리기술자와 사전에 협의해야 한다.
(2) 기타 협의를 요하는 사항이 발생할 경우 시공자는 지체 없이 발주자 또는 건설사업관리기술자와 협의해야 한다.
🔹 3.1.3 시공공정표
시공자는 공사착수 전에 공정별 세부 공정표를 작성 건설사업관리기술자의 승인을 받아야 한다.
🔹 3.1.4 시공 계획서
(1) 시공자는 착공에 앞서 자재운반, 장비사용 기타 필요한 시공계획서를 상세하게 작성하여 발주자의 승인을 받아야 한다.
(2) 시공 계획서 중 특히, 중량물의 반입, 설치 등 위험을 수반하는 공사에 대하여는 그 공사 방법과 사용장비 및 안전대책을 명시한다.
🔹 3.1.5 시공도 및 제작도
(1) 시공자는 지열원 열펌프 설비시공과 관련된 일체의 시공도면을 작성하여 발주자의 승인을 받아야 한다.
(2) 필요한 경우 기기 및 제품 설명서 등의 복사본을 제출하여 발주자의 승인을 받아야 한다.
🔹 3.1.6 시험
시공자는 건설사업관리기술자가 요구하는 품목에 대하여 공인기관에서 시행하는 시험을 필한 후 시험성적서를 제출하며, 이에 수반되는 제반 비용은 시공자 부담으로 한다.
🔹 3.1.7 공사의 기록사진 및 검사
(1) 지하매설 또는 은폐되는 곳, 기능상 특수하게 사용되는 기자재의 조립설치 또는 공사완료 후 외부로부터 검사할 수 없는 공작물 및 건설사업관리기술자가 필요하다고 인정하는 부분 등은 건설사업관리기술자의 입회하에 시공하고, 천연색 기록사진(3″× 4″)을 촬영하여 공사명, 일시, 장소 등을 기록한 사진첩을 제출한다.
(2) 수압시험, 성능시험 등 각종시험과 분야별, 종합별 시운전은 건설사업관리기술자의 입회하에 실시한다.
(3) 시공검사는 각 공정별로 중간검사를 받아야 하며 검사에 필요한 준비사항은 건설사업관리기술자와 중간검사 전에 협의하고 이에 따른 제반 경비는 도급자 부담으로 한다.
(4) 검사방법 및 검사기준은 각각 공사의 해당사항에 따른다.
🔹 3.1.8 타 공사와의 관련
(1) 본 공사 중 토목, 건축, 전기공사 등 타 공사와 관련이 있는 공사는 해당 건설사업관리기술자와 사전협의 후에 시공하여야 하며, 본 공사로 인하여 타 공사의 공정에 차질이 있거나 하자가 발생하지 않도록 시공자는 모든 책임을 다한다.
(2) 바닥, 벽, 보 등 건축구조물에 구멍을 뚫거나 중량물을 설치할 때에는 관계 건설사업관리기술자와 협의하여 건축 구조물에 영향이 없음을 확인한 후 공사를 진행한다.
🔹 3.1.9 공사 보고
(1) 시공자는 공사의 진도, 인력의 취업상태, 자재반입 및 반출, 각종검사, 기타 필요한 사항을 기재한 공사일일보고서를 작성 제출하여 건설사업관리기술자의 승인을 받아야 하며, 기타 건설사업관리기술자가 필요하다고 인정하는 서류를 지체 없이 제출한다.
(2) 기성고의 인정은 입고자재를 포함한 사전 설치된 자재에 한한다.
🔹 3.1.10 설계변경
설계변경은 계약조건에 준하여 발주자의 승인을 받아 아래와 같은 경우에 실시한다. 이 경우 수급자는 건설사업관리기술자가 요구하는 구비서류를 제출한다.
(1) 설계변경을 하므로 인하여 경제적이고 효율적인 경우.
(2) 현장조건이 설계내용과 판이하게 상이한 경우.
(3) 제반 법규의 제정으로 인하여 시공방법이 변경된 경우.
(4) 사용자재 및 공사방법이 변경된 경우.
(5) 토목, 건축 등 현장여건의 변동으로 인한 설계변경의 경우.
🔹 3.1.11 경미한 변경
시공도중 현장사정 또는 기타사유로 인하여 기기 및 재료의 설치위치, 설치방법, 배관의 위치 등을 변경하고자 할 때에는 건설사업관리기술자의 승인을 받아 시공한다.
3.2. 지열원 열펌프 시스템 자동제어 공사
(1) 지열원 열펌프 시스템의 자동제어장치는 자동 및 수동운전이 가능하여야 하며 열펌프가 무인 운전이 될 수 있도록 자기진단기능과 이상 징후 시 알람기능 등을 포함하고 있어야 한다.
(2) 중앙제어장치는 건물관리가 쉬운 방재실 또는 중앙 관리실에 설치한다.
(3) 계측기기는 그 기능을 충분히 발휘할 수 있는 장소에 설치하며 공사 여건에 따라 조정할 수 있다.
(4) 계측기기는 다음 조건에 따른다.
|
계측설비 |
성능 |
비고 |
|
온도센서 |
정확도 ±0.3 ℃ (-20~100 ℃) 이내 |
검교정 시험성적서 제출 |
|
유량계, 열량계 |
정확도 ±1.5% 이내 |
검교정 시험성적서 제출 |
|
전력량계 |
정확도 1% 이내 |
검교정 시험성적서 제출 |
(5) 제어항목
① 지열원 열펌프의 기동/정지
② 냉⋅온수 주 배관 또는 버퍼탱크 내 물의 온도
③ 지열원 열펌프의 냉⋅난방 절환
④ 지열원 열펌프의 Zone별 제어
⑤ 지열 순환펌프의 일정 제어, 대수제어 및 유량제어
(6) 감시항목
① 지열원 열펌프의 기동/정지 상태 및 이상 경보
② 지열 순환펌프 및 냉⋅온수 순환펌프의 기동/정지 상태
③ 냉⋅온수 공급 및 환수 측의 온도
④ 냉⋅온수 공급 및 환수 측의 유량
⑤ 전력량계
⑥ COP 환산
(7) 에너지생산량 및 가동상태를 파악할 수 있도록 중앙관제실에서 해당 데이터를 실시간 확인 및 저장할 수 있어야 하며, 필요시 통신시설을 설치하여 인터넷으로도 전송 가능하게 한다.
(8) 모니터링 항목
|
모니터링 항목 |
전송데이터 |
측정 위치 |
|
일일열생산량(kW) |
24개(시간당) |
물-물 방식은 부하측 입출구 온도차, 유량 물-공기(냉매) 방식은 지열원측 입출구 온도차, 유량 |
|
생산시간(분) |
1개(1일) |
|
|
전력소비량(kWh) |
24개(시간당) |
열펌프, 기타 펌프류 |
(9) 기타 사항은 KCS 31 35 25(3.3) 설치에 따른다.
3.3 품질관리 및 사후관리
🔹 3.3.1 기밀시험
(1) 모든 배관은 배관의 일부 또는 전 배관을 완료한 후 수압 또는 기압시험을 하였을 때 누수나 압력강하가 없어야 하며 기밀시험 일지를 기록하여 제출한다.
(2) 지중열교환기는 별도로 각 공정 완료 후 수압시험을 수행한다.
(3) 수압시험은 최고 사용 압력의 1.5배 이상 또는 0.6MPa 중 높은 압력으로 30분 이상 시행한다. 사용 압력의 1.1배 이상 또는 980 kPa 중 높은 압력으로 120분 이상 시행한다.
🔹 3.3.2 플러싱 및 퍼징
(1) 배관 내부에 남아있을 수 있는 이물질 등을 제거하기 위하여 깨끗한 물을 고속으로 최소 30분 이상 순환시켜 배관 내부를 세척한다.
(2) 배관 내부의 캐비테이션을 방지하기 위하여 배관 내부의 공기를 배출한다.
(3) 공기 배출 작업 완료 후 시스템 내의 압력을 동계 운전시 250∼350 kPa, 하계운전 시 150∼200 kPa 이상으로 유지되도록 가압한다.
🔹 3.3.3 시운전
(1) 시공자는 사업계획상의 일정에 따라 시운전을 실시한다. 시운전 수행일정을 부득이하게 변경해야 하는 경우, 발주자 또는 건설사업관리기술자와 협의한 후 일정을 조정한다.
(2) 설치완료 후에는 실제사용과 동일한 조건으로 7일 이상의 시운전기간을 거치며, 이 동안 운전자료(공급열량, 시스템 전력 등)를 수집하여 성능을 분석하고, 종합적인 성능보고서를 제출한다.
(3) 건물 준공 후에는 냉난방기 운전에 대한 성능측정․분석방안을 별도로 제시한다.
(4) 시공자는 모든 공사를 완료한 후 시운전을 실시하기 이전에 관내의 이물질을 제거하고 3회 이상의 불어내기를 실시한다.
(5) 시운전을 완료한 후 반드시 스트레이너, 필터 등 배관계통에 대한 청소를 실시한다.
(6) 시험운전 중 시공자의 잘못으로 인한 장비류의 파손 등 손해에 대하여는 시공자 부담으로 즉시 원상 복구한다.
(7) 시공자는 준공 후 1개월 범위 내에서 운용자 측이 요구할 경우 전문인력을 파견하여 설비운전에 관한 지도와 협력을 하여야 하며, 운전지도 및 협력의 잘못으로 인하여 발생한 손해에 대하여는 시공자가 보상한다.
🔹 3.3.4 운전관리자 교육
시공업체는 운전관리자로 지정된 자에게 다음 사항을 교육하여 시스템 운용 및 유지관리에 지장이 없도록 한다.
(1) 지열원 열펌프 시스템 작동 방법
(2) 장비의 설치위치 및 기기 취급 요령
(3) 고장수리 및 일상적인 하자 대처 방법
(4) 유지관리 지침 및 주기적 관리 사항
3.4 인수인계
🔹 3.4.1 준공
(1) 시공자는 종합시운전결과 이상이 없을 경우 준공서류를 제출하여 승인을 받은 후 준공할 수 있다.
(2) 발주자는 준공검사결과 공사가 설계도서에 의하여 성실하게 수행되었다고 인정될 때에는 지체 없이 공사를 준공한다.
🔹 3.4.2 준공도
KCS 31 10 10에 따르며 기타사항은 공사 계약조건에 따른다.
🔹 3.4.3 공사하자 기간
공사 계약조건에 따른다.
🔹 3.4.4 공사의 구분
타 공사와의 공사 구분은 아래 표 3.4-1을 기준으로 하되 공사시방에 따른다.
|
NO |
항목 |
건축 토목 |
설비 |
전기 |
지열 업체 |
비고 |
|
1 |
현장 외벽 펜스 이설 필요 시 |
● |
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2 |
열전도도테스트 |
|
|
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○ |
현장여건에 따라 조정 |
|
3 |
옥외공사를 위한 가설전기, 용수공급 |
|
● |
● |
|
|
|
4 |
슬리브 방수마감 |
● |
|
|
|
|
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5 |
장비기초 콘크리트공사 |
● |
|
|
|
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|
6 |
전기 MCC 설치공사 |
|
|
● |
|
|
|
7 |
BAS와 자동제어 연계공사 |
|
● |
|
|
자동제어 공사분 |
|
8 |
시운전을 위한 임시전력 공급 |
|
|
● |
|
지열 패널까지 |
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9 |
시운전을 위한 용수공급 |
|
● |
|
|
|
|
10 |
기타 사항은 일반설비의 공사한계 내용과 동일 |
|||||
3.5 커미셔닝
지열 설비공사와 관련된 커미셔닝은 이 기준 KCS 31 25 10(3.12) 및 KCS 31 20 25 관련사항에 준한다.
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