하나의 열원, 두 개의 터미널: 바닥 난방이 따뜻해지지 않는 이유는?

공기열원 히트펌프 시스템에서 바닥 난방과 팬 코일 모두에 사용되는 경우가장 흔한 불만 중 하나는 다음과 같습니다.“히트펌프는 작동하고 공급수는 뜨겁지만, 바닥 난방은 여전히 방을 제대로 따뜻하게 만들지 못합니다.”

이 문제를 해결할 때 많은 사람들이 히트펌프 용량 부족을 즉시 의심합니다.

하지만 히트펌프는 충분한 열을 생산하고 있을 수 있습니다.

실제 문제는 훨씬 간단할 수 있습니다.

수압 시스템이 충분한 물을 순환시키지 못하고 있습니다.

수류 부족은 공기열원 히트펌프 및 바닥 난방 시스템에서 가장 흔한 수압 문제 중 하나입니다. 이는 배관 사이즈 부족, 과도한 압력 강하, 너무 많은 부속품, 부실한 설치, 잘못된 펌프 선택, 부적절한 펌프 위치 또는 부적합한 시스템 아키텍처로 인해 발생할 수 있습니다.

“하나의 열원, 두 개의 터미널” 문제 해결 시리즈의 파트 5에서는 시스템 수류 부족이 UFH 성능에 미치는 영향과 엔지니어가 문제를 진단하는 방법을 설명합니다.

1. 히트펌프 난방 시스템에서 수류가 중요한 이유수압 난방 시스템은 물을 순환시켜 열을 전달합니다.기본적인 관계는 다음과 같습니다.

Q

=

m

$$= 열 전달율$$

ṁ

• 이 방정식은 중요한 원리를 설명합니다.Cp

• = 물의 비열 용량ΔT

• = 공급/환수 수온 차이실제 HVAC 계산에서 물을 사용하는 경우:

• Q(

kW

$$=$$

열 융합 설치 중 과도한 삽입 또는 부실한 작업은 조인트에서 내부 유동 통로를 부분적으로 줄일 수 있습니다.

$$×$$

5

유량 = 20 / (1.163 × 5)

유량

≈

3.44

m³

/

h

$$유량$$ $$펌프는 이론적으로 낮은 저항 하에서 충분한 유량을 제공할 수 있지만, 실제 시스템에 연결된 후에는 필요한 유량을 달성하지 못할 수 있습니다.$$

따라서 명목 유량에 따라서만 펌프를 선택하는 것으로는 충분하지 않습니다.

우리는 다음에서 필요한 작동점을 찾아야 합니다.

펌프 곡선 × 시스템 저항 곡선

4. 배관 직경은 가장 먼저 확인해야 할 사항 중 하나입니다

매우 흔한 문제는 주 분배 배관이 너무 작다는 것입니다.

설치자는 다음을 계산하지 않고 여러 매니폴드를 하나의 주 배관에 연결할 수 있습니다.

총 설계 유량;

수류 속도;

압력 손실;

동시 작동 수요;

등가 배관 길이.

설치자는 다음과 같이 말할 수 있습니다.

• 동시에 압력 강하가 급격히 증가합니다.

• 이는 다음과 같은 결과를 초래할 수 있습니다.

• 높은 저항 → 유량 감소 → 불충분한 열 전달 → 차가운 UFH 구역

이는 특히 대형 주택 및 다층 건물에서 중요합니다.

5. 경험만으로 주 배관 사이즈를 선택하지 마십시오

설치자는 다음과 같이 말할 수 있습니다.

• “우리는 일반적으로 바닥 난방에 이 배관 사이즈를 사용합니다.”

• 이는 충분한 엔지니어링 근거가 아닙니다.

주 배관 사이즈는 실제 수압 요구 사항을 기반으로 해야 합니다.

전문적인 계산은 다음을 고려해야 합니다.

필요 난방 용량

↓

설계 ΔT

↓

필요 수류

• ↓

• 배관 직경

• ↓

• 수류 속도

• ↓

배관 마찰 손실

↓

부속품 및 밸브

↓

총 압력 강하

↓

펌프 선택

이러한 계산을 건너뛰는 것은 일부 시스템이 소규모 프로젝트에서 잘 작동하지만 동일한 설치 방법을 대형 건물에 복사할 때 실패하는 이유 중 하나입니다.

6. 배관 길이는 저항의 일부일 뿐입니다

흔한 실수는 직선 배관 길이만 계산하는 것입니다.

실제 시스템 저항은 다음에서도 발생합니다.

엘보우;

밸브;

제어 밸브;

기타 부속품.

따라서:

엔지니어는 종종 단순화된 계산을 위해 부속품을 등가 배관 길이로 변환합니다.

이것이 좋은 수압 설계가 불필요한 부속품과 급격한 방향 변경을 피해야 하는 이유입니다.

7. 너무 많은 90° 엘보우가 문제가 되는 이유

실제 설치에서 배관은 거의 직선 경로를 따르지 않습니다.

하지만 불필요한 엘보우마다 저항이 추가됩니다.

가능한 경우 배관 레이아웃은 다음을 사용해야 합니다.

• 잦은 사이클링;

• 긴 반경 벤드;

• 일부 조건에서 고압 보호;

• 부실한 제상 회복;

• 이는 다음의 경우에 점점 더 중요해집니다.

• 계절 효율 감소.

• 따라서 공기열원 히트펌프는 절대 독립적인 기계로 간주해서는 안 됩니다.

• 필요한 유량이 높을 때;

• 하나의 플랜트 룸에서 여러 층에 공급될 때.

• 하나의 엘보우만으로는 제대로 설계된 시스템을 일반적으로 파괴하지 않습니다.

• 문제는 전체 수압 회로에 걸친 누적 압력 손실입니다.

8. PPR 배관 설치는 숨겨진 제한을 유발할 수 있습니다설계 배관 직경이 서류상으로 올바르게 보일지라도, 설치 품질은 실제 수압 성능을 변경할 수 있습니다.방이 차가울 때, 히트펌프 공급 수온을 높이는 것이 종종 첫 번째 반응입니다.

열 융합 설치 중 과도한 삽입 또는 부실한 작업은 조인트에서 내부 유동 통로를 부분적으로 줄일 수 있습니다.

$$길고 단열되지 않거나 단열이 불량한 난방 배관은 물이 바닥 난방 매니폴드에 도달하기 전에 상당한 양의 유용한 열을 잃을 수 있습니다.$$

따라서 장거리 수압 시스템의 경우 엔지니어는 다음을 모두 평가해야 합니다.수압 손실 + 열 손실11. 다층 건물은 특별한 주의가 필요합니다

3층 빌라를 고려해 봅시다.

일반적인 구성은 다음과 같습니다.

히트펌프 → 버퍼 탱크 → 주 분배 배관 → 바닥 매니폴드

하나의 중앙 순환 펌프가 모든 층에 동시에 서비스를 제공하도록 예상된다면, 수압 밸런싱이 어려워질 수 있습니다.

가장 가까운 회로는 너무 많은 유량을 받고, 멀리 떨어진 회로는 너무 적은 유량을 받을 수 있습니다.

증상은 다음과 같습니다.

• 1층은 따뜻함;

• 윗층은 차가움;

• 일부 매니폴드에서 강한 유량 수신;

• 다른 곳에서는 약한 유량 수신;

방이 불균등하게 난방됨.

• 단순히 더 큰 펌프를 설치하는 것이 항상 최선의 해결책은 아닙니다.

• 12. 더 큰 펌프가 자동으로 더 나은 난방을 의미하는 것은 아닙니다

• 이것은 또 다른 흔한 오해입니다.

• 바닥이 제대로 난방되지 않을 때, 일부 설치자는 즉시 순환 펌프를 더 큰 것으로 교체합니다.

때로는 도움이 됩니다.

때로는 새로운 문제를 야기합니다.과대하게 설계된 펌프는 다음을 유발할 수 있습니다.방이 차가울 때, 히트펌프 공급 수온을 높이는 것이 종종 첫 번째 반응입니다.

수압 소음;

불필요한 전기 소비;

밸브 소음;부실한 제어 권한;방이 차가울 때, 히트펌프 공급 수온을 높이는 것이 종종 첫 번째 반응입니다.

올바른 목표는 다음과 같습니다.

“가능한 가장 큰 펌프를 설치하십시오.”

그것은 다음과 같습니다.

계산된 시스템 저항에서 필요한 설계 유량을 제공하는 펌프를 선택하십시오.

13. 순환 펌프 대 부스터 펌프

• 이 두 가지 개념은 혼동해서는 안 됩니다.

• 순환 펌프

• 주요 목적은 폐쇄형 수압 루프 주위로 물을 순환시키는 것입니다.

• 부스터 펌프

• 주요 목적은 필요한 분배 조건에 비해 기존 압력이 불충분할 때 가용 압력을 증가시키는 것입니다.

히트펌프 시스템에서 펌프 선택 및 위치는 실제 수압 아키텍처를 따라야 합니다.

시스템을 이해하지 않고 펌프를 추가하면 문제를 해결하기보다는 압력 상호 작용을 일으킬 수 있습니다.

14. 펌프 위치가 중요합니다

펌프 설치 위치는 시스템 동작에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.

예를 들어, 버퍼 탱크가 수압 분리를 제공하는 경우, 히트펌프 측과 터미널 측은 별도의 수압 회로로 분석해야 합니다.

일반적인 구성은 다음과 같습니다.

주 회로

히트펌프 → 버퍼 탱크 → 히트펌프

$$올바르게 설계된 버퍼 탱크는 여러 기능을 제공할 수 있습니다.$$

수압 분리;

추가 시스템 수량;

더 안정적인 히트펌프 작동;

짧은 사이클링 감소;

사용:

향상된 구역 설정 유연성.

하나의 열원, 두 개의 터미널 시스템에서 히트펌프는 다음을 모두 공급할 수 있습니다.

바닥 난방 + 팬 코일

• 이 두 가지 터미널 유형은 매우 다른 것을 가질 수 있습니다.

• 유량 요구 사항;

• 수온 요구 사항;

• 제어 로직;

• 작동 일정.

따라서 수압 분리는 시스템을 더 쉽게 제어할 수 있게 합니다.

하지만:

버퍼 탱크는 잘못된 배관 사이즈 또는 잘못 선택된 순환 펌프를 보상하지 않습니다.

모든 회로는 여전히 적절한 설계 유량이 필요합니다.

• 16. 1차-2차 시스템은 대규모 프로젝트에 더 적합할 수 있습니다

• 대형 빌라 또는 다중 구역 프로젝트의 경우, 1차-2차 수압 아키텍처가 더 실용적일 수 있습니다.

• 예를 들어:

• 1차 측

히트펌프 → 버퍼 탱크

2차 측

버퍼 탱크 → 구역 펌프 1 → 1층 UFH

버퍼 탱크 → 구역 펌프 2 → 2층 UFH

버퍼 탱크 → 구역 펌프 3 → 3층 UFH

버퍼 탱크 → 별도 회로 → 팬 코일

이 아키텍처는 다른 구역이 수요에 따라 작동하도록 합니다.

하나의 층만 난방이 필요하다면, 모든 터미널 회로를 통해 전체 설계 유량을 강제로 통과시킬 필요가 없습니다.

이는 다음을 개선할 수 있습니다.

수압 안정성;

구역 설정;

편안함;

• 제어;

• 펌핑 효율.

• 17. 왜 2차 UFH 회로에서 환수 측 펌핑이 자주 사용되는가

• 일부 2차 바닥 난방 구성에서 순환 펌프는 터미널 회로의 환수 측에 설치됩니다.

• 정확한 펌프 위치는 항상 수압 설계, 팽창 탱크 연결 지점, 압력 관계 및 제조업체 요구 사항을 따라야 합니다.

중요한 원리는 단순히 “공급 측” 대 “환수 측”이 아닙니다.

그것은 다음과 같습니다.

펌프는 의도된 회로가 다른 회로를 방해하지 않고 안정적인 차압과 설계 유량을 받도록 위치해야 합니다.

이는 여러 펌프가 버퍼 탱크 또는 공통 헤더를 공유할 때 특히 중요합니다.

18. 수압 밸런싱은 필수적입니다

올바른 배관 사이즈와 펌프가 있더라도, 불균형 시스템은 여전히 유량 문제를 가질 수 있습니다.

물은 자연스럽게 저항이 가장 적은 경로를 따릅니다.

• 따라서 짧은 회로는 너무 많은 유량을 받고, 긴 회로는 너무 적은 유량을 받을 수 있습니다.

• 수압 밸런싱은 다음을 포함할 수 있습니다.

• 매니폴드 유량계;

• 밸런싱 밸브;

• 차압 제어;

• 가변 속도 펌프;

구역 밸브;

시운전 조정.

배관 사이즈

목표는 모든 회로가 필요한 설계 유량을 받는 것입니다.

19. 실용적인 문제 해결 순서

바닥 난방 시스템이 온도에 도달하지 못할 때, 히트펌프 설정 온도를 즉시 높이지 마십시오.

체계적인 진단이 훨씬 더 효과적입니다.

1단계 — 히트펌프 출력 확인

확인:

공급 수온;

환수 수온;

작동 빈도/용량;

알람;

실제 난방 수요.

2단계 — ΔT 측정

실제 공급/환수 ΔT를 설계 조건과 비교합니다.

비정상적으로 높은 ΔT는 낮은 유량을 나타낼 수 있습니다.

3단계 — 실제 유량 확인

사용:

히트펌프 유량 데이터;

외부 유량계;

매니폴드 유량계;

시운전 장비.

단순히 파이프를 만지는 것에만 의존하지 마십시오.

4단계 — 배관 직경 확인

• 주 분배 배관이 필요한 총 유량을 전달할 수 있는지 확인합니다.

• 5단계 — 압력 강하 계산

• 포함:

• 직선 배관;

• 엘보우;

• 밸브;

스트레이너;열 교환기;

부속품.

6단계 — 설치 품질 검사

• 찾아보십시오:

• 부분적으로 닫힌 밸브;

• 막힌 스트레이너;

• PPR 융합 제한;

꺾인 배관;

잘못된 연결;

공기 막힘.

7단계 — 펌프 선택 확인

필요한 작동점을 실제 펌프 곡선과 비교합니다.

8단계 — 펌프 위치 확인

펌프가 의도된 수압 회로에 서비스를 제공하는지 확인합니다.

9단계 — 시스템 밸런싱

각 회로를 필요한 설계 유량으로 조정합니다.

10단계 — 방 성능 재확인

수압 시스템이 올바르게 작동한 후에만 터미널 난방 성능을 평가해야 합니다.
20. 빠른 진단표
증상
가능한 수압 원인

확인 사항

히트펌프는 뜨겁지만 바닥은 차가움

수류 부족

• 총 시스템 유량

• 큰 공급/환수 ΔT

• 낮은 수류

• 펌프, 배관 저항

• 윗층이 차가움

과도한 분기 저항

밸런싱 및 펌프 양정

먼 매니폴드에 약한 유량

길거나 작은 배관

배관 사이즈

펌프 최대 속도 작동

과도한 시스템 저항

압력 강하 계산

일부 방은 뜨겁고 다른 방은 차가움

수압 불균형

매니폴드 유량

유량이 갑자기 감소함

• 이러한 매개변수가 확인된 후에야 수온을 높이는 것을 고려해야 합니다.

• 스트레이너, 밸브, PPR 조인트

• 높은 펌프 소음

• 과도한 속도

• 배관/펌프 사이즈

• 긴 배관 경로로 인한 성능 저하

수압 + 열 손실

배관 사이즈 및 단열21. 중요한 엔지니어링 원리: 온도보다 유량 우선방이 차가울 때, 히트펌프 공급 수온을 높이는 것이 종종 첫 번째 반응입니다.

하지만 실제 문제가 수류 부족이라면, 이 접근 방식은 근본 원인을 해결하지 못합니다.

더 나은 문제 해결 순서는 다음과 같습니다.

난방 수요

↓

필요 난방 출력

• ↓

• 필요 수류

• ↓

• 배관 직경

• ↓

시스템 압력 강하

↓

펌프 작동점

↓

수압 밸런싱

• ↓

• 터미널 난방 출력

• 이러한 매개변수가 확인된 후에야 수온을 높이는 것을 고려해야 합니다.

• 22. 올바른 유량이 히트펌프 효율을 향상시키는 이유

수압 설계는 편안함 이상에 영향을 미칩니다.

히트펌프 성능에도 영향을 미칩니다.

수류 부족은 다음을 유발할 수 있습니다.

불안정한 공급 수온;

과도한 ΔT;

• 열 전달 감소;

• 잦은 사이클링;

• 일부 조건에서 고압 보호;

• 부실한 제상 회복;

• 계절 효율 감소.

• 따라서 공기열원 히트펌프는 절대 독립적인 기계로 간주해서는 안 됩니다.

• 이는 완전한 수압 시스템의 일부입니다.

잘못 설계된 수압 시스템에 연결된 고효율 히트펌프는 고효율 난방 시스템을 제공할 수 없습니다.

최종 엔지니어링 요점

• 바닥 난방과 팬 코일을 결합한 하나의 열원, 두 개의 터미널 시스템의 경우, 수류 부족은 진단해야 할 가장 중요한 문제 중 하나입니다.

• 근본 원인은 다음과 같을 수 있습니다.

• 사이즈 부족 배관 → 과도한 압력 강하 → 불충분한 펌프 양정 → 부실한 수압 밸런싱 → 불충분한 터미널 유량 → 불충분한 열 전달 → 방이 설정 온도에 도달하지 못함

• 해결책은 단순히 더 큰 히트펌프나 더 큰 순환 펌프가 아닙니다.

• 올바른 접근 방식은 전체 시스템을 수압 네트워크로 취급하고 다음을 계산하는 것입니다.

• 용량 + ΔT + 유량 + 배관 사이즈 + 압력 강하 + 펌프 양정 + 밸런싱

이러한 모든 매개변수가 함께 작동할 때, 히트펌프에서 생산된 열은 실제로 필요한 방에 도달할 수 있습니다.

하나의 열원, 두 개의 터미널 — 문제 해결 시리즈

이 기사는 엔지니어링 시리즈의 파트 5입니다:

파트 1 — 초기 시운전 또는 장기 정지

파트 2 — 바닥 난방 배관에 갇힌 공기

파트 3 — 부실한 배관 설계 및 레이아웃

파트 4 — 불충분한 유효 열 방출 면적

파트 5 — 시스템 수류 부족

더 많은 실용적인 기사에서 공기열원 히트펌프, 바닥 난방, 팬 코일 및 수압 시스템 설계를 실제 엔지니어링 관점에서 계속 검토할 것입니다.