농사를 시작하면
가장 먼저 필요한 것이
비료나 농약이 아니라 바로 물입니다.
아무리 좋은 품종을 심고
비료를 잘 주더라도
필요한 시기에 충분한
물을 공급하지 못하면
작물은 정상적인 생육을 하기 어렵습니다.
저 역시 포도 하우스를 운영하면서
물의 중요성을 정말 많이 느꼈습니다.
현재 제 농장에는
서로 다른 역할을 하는
두 대의 모터펌프를 사용하고 있습니다.
하나는 지하관정에서 물을 끌어올리는
심정모터펌프이고,
다른 하나는 원수탱크의 물을
하우스로 보내는
비자흡식 모터펌프입니다.
처음 농사를 시작했을 때는
모터 출력만 크면 좋은 줄 알았습니다.
“2마력보다 3마력이 좋겠지.”
“5마력이면 더 강력하겠지.”
정말 단순하게 생각했습니다.
하지만 실제 농사는 전혀 달랐습니다.
출력이 큰 모터를 설치해도
점적호스에서
원하는 물이 나오지 않았고,
반대로 너무 큰 모터를 선택하면
전기요금만 늘어나거나
배관에 불필요한 압력이 걸리는
문제도 발생했습니다.
그 이후부터는 마력보다 먼저
전양정과 양수량을 계산하고,
마지막으로 성능곡선도를 확인하는
방식으로 모터를 선정하고 있습니다.
이 방법으로 바꾸고 나서는
관수 압력이 안정되었고,
드리퍼의 토출량도 일정하게 유지되어
관수 품질이 크게 좋아졌습니다.
이번 글에서는
제가 실제 농장에서 사용하는
심정모터, 자흡식, 비자흡식,
수중모터펌프의 차이부터
성능곡선도를 이용한 선정 방법까지
쉽게 설명해 보겠습니다.
모터펌프를
고르기 전에
먼저 알아야 할 사실
많은 사람들이 모터를 구입할 때
가장 먼저 보는 것이 마력입니다.
하지만 마력은 결과일 뿐,
선정 기준의 시작이 아닙니다.
먼저 계산해야 하는 것은
내 농장에 필요한 물의 양입니다.
얼마나 많은 물을
몇 분 안에 보내야 하는지,
어디까지 물을 보내야 하는지,
배관 길이는 얼마나 되는지를
먼저 계산해야 합니다.
이 계산이 끝난 뒤에야
적절한 전양정과
필요한 유량이 결정됩니다.
그리고 마지막으로
성능곡선도에서
그 조건을 만족하는
모터를 선택하는 것이
가장 올바른 순서입니다.
실제로 농촌진흥청에서도
관수시설 설계 시에는
작물에 필요한 관수량과
관로 조건을 먼저 계산한 뒤
펌프 용량을 결정하도록 안내하고 있습니다.
농업에서 사용하는
모터펌프 종류
농업용 모터펌프는
모두 같은 역할을
하는 것처럼 보이지만,
사용 목적은 완전히 다릅니다.
물을 어디에서 가져오는지,
어디로 보내는지에 따라
사용하는 펌프가 달라집니다.
용도에 맞지 않는 모터를 선택하면
성능이 부족하거나
오히려 설치 자체가 불가능한 경우도
발생할 수 있습니다.
심정모터펌프
농촌에서 가장 많이
사용하는 모터가
바로 심정모터입니다.
‘관정’이라는 말을
많이 들어보셨을 텐데,
관정은 지하 깊은 곳을
천공하여 지하수를
사용하는 시설입니다.
예전에는 우물을 사용했다면,
지금은 관정을 통해
안정적으로 지하수를 사용합니다.
이 관정 안에는 길고 가느다란
심정모터가 설치됩니다.
(직접 촬영한 사진입니다.)
일반 모터처럼 밖에서 물을
빨아들이는 것이 아니라,
물속에서 직접 물을 위로 밀어
올리는 방식입니다.
저 역시 포도농장에 관정을 설치하여
심정모터로 원수통까지
물을 공급하고 있습니다.
관정의 깊이가 깊어질수록
필요한 모터펌프의 능력역시
함께 증가하므로
관정 깊이를 고려한
선정이 중요합니다.
자흡식 모터펌프
자흡식 모터는 이름 그대로
스스로 물을 흡입할 수 있는
구조를 가지고 있습니다.
정확하게 말하면
흡입관 내부의 공기를
배출하면서
물을 끌어올릴 수 있는
기능을 가진 펌프입니다.
(직접 촬영한 사진입니다.)
그래서 저수지나 개울,
농업용 저수조처럼
펌프보다 낮은 곳의
물을 사용할 때
가장 많이 사용됩니다.
다만 아무리 자흡식이라도
무한정 빨아들이는
것은 아닙니다.
대기압의 영향으로
실제 흡상 가능한
높이는 약 7~8m 정도가
현실적인 한계입니다.
흡입 배관이 길어질수록
손실이 증가하므로
가능하면 펌프를 물 가까이에
설치하는 것이 유리합니다.
비자흡식 모터펌프
제가 하우스에서
사용하는 펌프가
바로 비자흡식 모터입니다.
비자흡식은 스스로 공기를
빼내면서 물을
끌어올리는 기능이 없습니다.
따라서 흡입측으로 물이 자연스럽게
들어오는 환경에서 사용해야 합니다.
대표적인 예가 원수탱크입니다.
물탱크보다 펌프를 낮게
설치하면 수압과 위치에너지로
물이 자연스럽게 펌프 안으로
흘러 들어옵니다.
이 상태에서 모터가 작동하면
흡입보다 토출에 집중하여 높은 압력으로
물을 밀어낼 수 있습니다.
관수시설이나 점적관수처럼
항상 일정한 압력이
필요한 곳에서는 비자흡식 펌프가
많이 사용됩니다.
저 역시 원수통에서
비자흡식 모터를 사용하여
포도 하우스까지
물을 공급하고 있습니다.
수중모터펌프
수중모터는 말 그대로
물속에서 작동하는 모터입니다.
농업에서는 집중호우로
고인 물을 배수할 때,
지하수위가 높아 물을 퍼내야 할 때,
양액 퇴수조의 물을 배출할 때 등
다양하게 사용됩니다.
배수 목적이라면 전양정보다는
얼마나 많은 물을 짧은 시간 안에
배출할 수 있는지가
더 중요합니다.
따라서 사용 목적에 따라
고양정형과 대유량형을
구분해서 선택해야
효율이 높습니다.
모터 종류 비교
| 종류 | 주요 용도 | 특징 |
|---|---|---|
| 심정모터 | 관정 지하수 | 깊은 곳에서 물을 밀어 올림 |
| 자흡식 | 저수지·하천 | 스스로 흡입 가능 |
| 비자흡식 | 물탱크 관수 | 안정적인 압력 공급 |
| 수중모터 | 배수·퇴수 | 물속에서 직접 운전 |
마력보다
먼저 계산해야
하는 것이 있습니다
모터펌프를 구입하려고 하면
가장 먼저 듣는 말이
“몇 마력으로 사실 건가요?”
입니다.
하지만 저는
오히려 반대로 질문합니다.
“얼마나 많은 물을
사용하시나요?”
마력은 마지막에 결정되는
결과값입니다.
먼저 계산해야 하는 것은
필요한 양수량과
전양정입니다.
이 두 가지가 결정되어야
비로소 적절한 모터 출력이
결정됩니다.
출력이 아무리 커도
유량이 부족하거나,
반대로 압력이 모자라면
관수는 실패합니다.
첫 번째는
필요한 물의 양입니다
가장 먼저 계산해야 하는 것은
양수량입니다.
쉽게 말하면
1분 동안 얼마의 물을
보내야 하는지를
계산하는 것입니다.
예를 들어
드리퍼가 시간당 2L를
토출한다고 가정해 보겠습니다.
그리고 드리퍼가 600개라면
1시간 동안 필요한 물은
1,200L입니다.
이를 분당으로 환산하면
약 20L가 됩니다.
만약 1,200개의
드리퍼를 동시에 사용하면
분당 약 40L가 필요하게 됩니다.
이처럼 작물의 수와
관수방식에 따라 필요한 양수량은
완전히 달라집니다.
저 역시 포도 하우스에서
점적호스를 설치하기 전에
점적호스의 천공 간격을(단추갯수)
먼저 계산했습니다.
필요한 양수량을 모른 채
모터를 선택하면
성능곡선도를 읽을 수도
없기 때문입니다.
두 번째는
전양정입니다
양수량이 계산되었다면
이제는 얼마나 높은
압력으로 물을 보내야 하는지를
계산해야 합니다.
여기서 나오는 개념이
전양정입니다.
전양정은 단순히
높이만 의미하지 않습니다.
모터가 극복해야 하는
모든 에너지를 합친 값입니다.
여기에는
높이 차이, 배관 마찰, 밸브와 엘보 손실,
필요한 압력까지 모두 포함됩니다.
그래서 배관이 길어질수록
전양정은 계속 증가합니다.
메인관이 가늘거나
엘보가 많아질수록도
손실은 더 커집니다.
제가 이전에 작성했던
메인관 구경이 클수록 좋은 이유도
바로 이러한 마찰손실을
줄이기 위해서입니다.
점적관수는
압력이 중요합니다
제 농장에서는
점적호스와 드리퍼를 사용합니다.
많은 분들이 물을 보내기만 하면
된다고 생각하지만
사실은 압력이 훨씬 중요합니다.
드리퍼는 일정한 압력에서만
설계된 토출량을 만들어 냅니다.
압력이 낮으면 물이 조금 나오고,
압력이 너무 높으면
설계 유량보다 많이 나오거나
제품 수명이 짧아질 수도 있습니다.
그래서 드리퍼 제조사에는
권장 사용압력이 함께 표시됩니다.
예를 들어 권장 압력이 1.2bar라면
배관 끝에서도
그 정도의 압력이 유지되어야
정상적으로 사용할 수 있습니다.
1bar는 몇 m일까요?
농업에서는 bar와
양정을 함께 이해하면
모터 선정이 훨씬 쉬워집니다.
일반적으로
1bar는
약 10.2m의 수두(물기둥 높이)와
비슷한 압력으로 생각하면 됩니다.
따라서
1.0bar라면 약 10m,
1.5bar라면 약 15m,
2bar라면 약 20m 정도의
압력으로 이해하면 됩니다.
물론 실제 현장에서는
배관 마찰과 부속 손실이
발생하기 때문에
계산값보다 조금 여유 있게
선정하는 것이 안전합니다.
저도 항상 필요한 압력보다
약간 높은 운전점이 나오는 모델을
선택하고 있습니다.
(AI로 제작한 이미지입니다.)
성능곡선도를 보면
좋은 모터가 보입니다
제가 모터를 구입할 때
가장 오래 보는 자료가 있습니다.
바로 성능곡선도입니다.
처음에는 그래프가 너무 복잡해서
무슨 말인지 전혀 몰랐습니다.
하지만 원리를 알고 나니
모터를 고르는 기준이
완전히 달라졌습니다.
성능곡선도는 모터가
얼마나 많은 물을 보낼 수 있는지와
그때 얼마의 압력을 만들 수 있는지를
한 장의 그래프로 보여주는 자료입니다.
모터마다 반드시 하나씩 제공되므로
구입하기 전에 꼭 확인하는 습관을
들이는 것이 좋습니다.
유량이 늘어나면
양정은 낮아집니다
성능곡선도를 보면
곡선이 오른쪽 아래로 내려갑니다.
이것은 고장이 아니라
정상적인 특성입니다.
물을 많이 보낼수록
압력을 만드는 힘은
조금씩 낮아집니다.
반대로 물을 적게 보내면
더 높은 압력을 만들 수 있습니다.
그래서 유량과 양정은
서로 반비례하는 관계를 가집니다.
이 원리를 모르면 카탈로그만 보고도
잘못된 모터를 구입할 수 있습니다.
운전점을
찾는 것이 핵심입니다
성능곡선도에서 가장 중요한 것은
최고 성능이 아닙니다.
내 농장에 맞는 운전점을 찾는 것입니다.
예를 들어
분당 60L가 필요하고,
전양정이 18m라고 가정해 보겠습니다.
그러면 그래프에서 60L/min를 찾고,
18m와 만나는 지점을 확인합니다.
그 점이 성능곡선 안에 있으면
사용 가능한 모터입니다.
반대로
그 점이 곡선 밖에 있다면
압력이 부족하거나
유량이 부족한 모델입니다.
저는 항상 이 방법으로 모터를
선정하고 있습니다.
그래서
“몇 마력이 좋나요?”라는 질문보다
“필요한 운전점이 어디인가요?”를
먼저 생각합니다.
너무 큰 모터도
좋은 것은 아닙니다
간혹 큰 모터를 사면
오래 쓸 것이라
생각하는 분들이 있습니다.
하지만 필요 이상으로 큰 모터는
장점보다 단점이 더 많습니다.
초기 구입비가 증가하고,
전력 소모량도 커질 수 있으며,
관수 압력이 과도하면
배관이나 부속품에
부담을 줄 수도 있습니다.
특히 점적관수는
과도한 압력이 걸리면
물량의 균일도가 떨어질 수 있습니다.
그래서 항상 필요한 유량과
전양정에 맞는
적정 크기의 모터를
선택하는 것이 가장 중요합니다.
흡입구경과
토출구경도 확인하세요
모터를 주문하고 나서
가장 많이 당황하는 것이
배관 연결입니다.
토출구경이 40mm인데
준비한 부속은 50mm라면
바로 연결할 수 없습니다.
물론 레듀서나 니플을 사용하면
연결은 가능합니다.
하지만 추가 비용이 발생하고
부속이 늘어날수록
마찰손실도 조금씩 증가합니다.
그래서 저는 모터를 주문하기 전에
흡입구경과 토출구경을 먼저 확인하고
필요한 부속까지 한 번에 준비합니다.
생각보다 작은 부분이지만
시공 시간을 많이 줄여주는 방법입니다.
자동펌프는
일반펌프와 다릅니다
농업용 모터 중에는
압력탱크가 함께 달린
자동펌프도 있습니다.
이 제품은 전원을 넣는다고
계속 회전하는 것이 아닙니다.
배관 내부의 압력이
일정 수준 이하로 떨어지면
압력스위치가 이를 감지하여
자동으로 모터를 작동시킵니다.
예를 들어 호스를 연결한 뒤
밸브를 열면 배관 압력이 낮아집니다.
그러면 자동으로 모터가 가동되고
다시 밸브를 잠그면 압력이 회복되어
모터도 자동으로정지합니다.
가정용 가압펌프가 대표적인 예입니다.
농업에서도 소규모 급수시설이나
간단한 자동관수에는
매우 편리한 방식입니다.
모터 선정 체크리스트
| 확인 항목 | 먼저 확인할 내용 |
|---|---|
| 사용 목적 | 관정, 관수, 배수 |
| 필요 유량 | 분당 몇 L 필요한가 |
| 전양정 | 높이·마찰손실·필요압력 |
| 성능곡선도 | 운전점 충족 여부 |
| 전원 | 단상 또는 3상 |
| 흡·토출구경 | 기존 배관과 호환 여부 |
모터펌프는
마력이 아니라
계산으로 선택합니다
처음 농사를 시작했을 때의
저도 그랬습니다.
모터가 크면 좋은 줄 알았고,
마력이 높으면
물을 더 잘 보낼 것이라 생각했습니다.
하지만 실제로는 필요한 물의 양과
전양정을 계산하지 않고 구입한 펌프는
생각보다 제 성능을 발휘하지 못하는
경우가 많았습니다.
반대로 내 농장에 필요한 유량을
먼저 계산하고,
배관 길이와 높이 차이를반영하여
전양정을 계산한 뒤,
성능곡선도에서 운전점을 확인하니
모터를 선택하는 일이
훨씬 쉬워졌습니다.
특히 점적호스나 드리퍼를 사용하는 경우
필요로 하는 압력을 만족해야 하므로
마력보다 전양정을 더 중요하게
생각해야 합니다.
모터는 크다고 좋은 것도,
비싸다고 좋은 것도아닙니다.
내 농장에 딱 맞는 운전점을
만들어 주는 모터가
가장 좋은 모터입니다.
(AI로 제작한 이미지입니다.)
앞으로 모터를 구입할 계획이라면
카탈로그의 마력부터 보지 말고,
먼저 필요한 유량과
전양정을 계산해 보시기 바랍니다.
그 다음 성능곡선도를 확인하면
모터 선택이 훨씬 쉬워질 것입니다.
