최근 바닥 난방이 인기를 얻고 있는데, 쾌적한 환경을 제공하기 때문입니다. 하지만 바닥 난방이 효과적으로 작동하려면 펌프 혼합 장치가 필수적입니다. 이 장치는 냉매의 최적 온도를 유지하고 난방 회로로의 냉매 흐름을 조절할 수 있도록 해줍니다.
따라서 우리는 기존의 펌프 혼합 장치와 그 구성 요소에 대해 논의하기로 했습니다. 바닥 난방용 혼합 장치를 직접 조립하는 방법은 물론 설치 및 설정 방법까지 배우게 될 것입니다.
함수
바닥 난방 설치 시 열 혼합 장치를 사용하면 냉매 온도를 조절할 수 있는 독립형 온수 시스템을 구축할 수 있습니다.
온수식 바닥 난방은 저온 시스템입니다. 바닥 배관에 공급되는 물의 온도는 55°C를 넘지 않아야 합니다. 이 시스템은 종종 라디에이터나 보일러와 연결되어 사용되는데, 이때 사용되는 물의 온도는 훨씬 높기 때문에 특수 혼합 모듈이 필요합니다.
이 장치에서는 환수관에서 냉각된 냉매가 난방원에서 오는 뜨거운 물과 필요한 수준까지 혼합됩니다.
이 물 혼합 장치는 각 루프로 유입되는 냉각수량도 제어합니다.
작동 원리
모든 펌프 혼합 장치의 기본 작동 원리는 동일합니다. 가열된 냉각수는 공급원에서 이동하여 온도 조절 장치를 통과하면서 온도가 기록됩니다. 그런 다음 물은 안전 밸브로 들어가 밸브 헤드를 열고 닫음으로써 온도가 조절됩니다.
냉각수 온도가 설정된 값을 초과하면 안전 밸브가 열리고 리턴 라인에서 냉각수가 추가됩니다. 목표 온도에 도달하면 냉각수 공급이 차단됩니다.
펌프는 유압 장치 내에서 액체를 순환시키는 역할을 하며, 바닥면의 균일한 가열은 펌프의 작동 상태에 따라 달라집니다.
적용 분야
냉각수로 물을 사용할 경우 펌프 혼합 장치가 필요합니다. 어떤 경우에 이러한 장치가 필요한지 알아보겠습니다.
- 온수 바닥 난방 시스템이 중앙 난방 시스템에 연결되어 있는 이유는 중앙 난방 시스템의 물 온도가 바닥 난방에 필요한 온도보다 높기 때문입니다.
- +55도 이하의 환수 온도로 작동하지 않는 보일러에서 연결할 경우 - 이러한 보일러는 모두 고체 연료 보일러와 가스 보일러입니다.
- 메인 라인에 온도가 다른 두 개 이상의 회로가 있는 경우(라디에이터를 사용한 온열 바닥).
유형
모든 펌핑 및 혼합 장치는 작동 요소의 유형에 따라 구분됩니다.
- 3방향 밸브 포함 이 장치는 대용량의 물을 처리할 수 있으므로 넓은 공간에 설치됩니다. 이 혼합 티는 일반적으로 외부 온도 센서에 연결되어 외부 온도에 따라 난방 수준을 조절할 수 있습니다. 조절은 공급관과 환수관이 만나는 지점에 있는 댐퍼를 사용하여 이루어집니다. 일반적으로 순차식 설계가 사용됩니다.
- 양방향으로 최대 200m² 면적의 공간에 적합하며, 병렬 및 직렬 혼합 연결 모두 가능합니다. 밸브에는 온도 센서가 내장된 온도 조절 헤드가 있어 온도를 감지하고 설정된 온도를 초과하면 온수 공급을 차단합니다. 이 설계는 처리 용량이 작아 온도 조절 과정이 원활합니다.
- 결합 — 밸브와 밸런싱 장치를 결합하는 방법입니다. 하지만 이 방법은 바닥 난방에는 거의 사용되지 않습니다.
펌핑 및 혼합 장치의 구성도
펌프-혼합 장치는 여러 가지 방식으로 조립되며, 차이점은 펌프 연결 방식과 밸브 설계에 있습니다.
펌프를 직렬로 연결하면
펌프가 작동되면 순차 회로는 냉각수를 준비하고 루프를 통해 냉각수가 흐르도록 합니다. 1차 및 2차 회로를 통해 유체를 펌핑하기 위해 두 개의 별도 장치가 필요하지만, 이 회로는 기술적으로 더 진보된 방식입니다.
병렬 연결보다 성능이 우수합니다. 따라서 전문가들은 바닥 난방 설치 시 이 방식을 자주 사용합니다.
하지만 이러한 설치 방식에서 바닥이 효과적으로 작동하려면 정확한 계산과 조정, 그리고 도면의 정확성이 중요한 역할을 합니다.
병렬로
병렬 시스템의 장점은 두 회로 모두에 물을 공급하는 데 단 하나의 장치만 필요하다는 것입니다. 이는 설치 과정을 크게 단순화하지만, 더 강력한 장치가 필요합니다.
소규모 난방 시스템용 혼합 장치를 설계할 경우 병렬 배치 방식을 권장합니다. 이 방식은 자가 조립이 용이하여 문제 발생 가능성이 낮고, 심각한 오류를 방지하기 쉽습니다. 하지만 성능과 효율이 낮아 대규모 바닥 난방 시스템에는 적합하지 않습니다.
어떤 믹서를 선택하는 것이 더 좋을까요?
온도 조절식 믹서를 선택할 때는 가열 장치의 특성을 고려하는 것이 중요합니다. 분배 장비를 선택할 때는 혼합 방식(중앙식 또는 측면식)을 고려해야 합니다.
면적이 넓고 여러 개의 개별 회로가 있는 경우, 3방향 밸브가 있는 혼합 장치가 필수적입니다. 이 장치는 많은 양의 액체를 완벽하게 처리합니다. 단일 회로 바닥의 경우, 2방향 믹서가 있는 매니폴드가 적합합니다.
바닥난방용 펌프 혼합 장치는 직접 제작할 수도 있지만, 기성품을 구매하실 경우 다음 모델들을 추천합니다.
- VT.COMBI 및 VT.COMBI.S는 저온 냉각수 제조용으로 설계되었습니다. 온도 조절 헤드 또는 서보 드라이브로 제어되는 양방향 밸브가 사용됩니다. 온도 센서는 포함되어 있지 않으므로 별도로 구매해야 합니다.
- VT.COMBI — 이 장치는 시스템 내 압력을 조절하는 데 사용되는 밸런싱 밸브를 갖추고 있습니다.
- VT.COMBI.S — 이 NSU 매니폴드 모델은 입구와 출구 모두에 연결할 수 있습니다. 따라서 라디에이터 난방 시스템과 TP 난방 시스템 모두에 사용할 수 있습니다.
- VT.DUAL — 이 메커니즘은 두 개의 모듈(펌프와 온도 조절기)로 구성되며, 그 사이에 매니폴드 어셈블리가 위치합니다. 혼합은 온도 조절 헤드가 있는 3방향 밸브를 통해 이루어집니다.
이 제품들은 검증된 모델이므로 구매하는 것이 좋습니다.
장비
혼합 장치는 안정적인 수온을 유지하고 지속적인 순환을 보장하는 복잡한 메커니즘입니다. 이는 매니폴드 블록의 일부이며 여러 메커니즘으로 구성됩니다.
펌프
펌프의 주요 기능은 배관을 통해 일정한 물 흐름을 만들어내는 것입니다. 펌프는 매니폴드와 바닥 배수구를 통해 물을 공급하고 배출합니다. 주요 성능 지표는 압력과 유량입니다.
적절한 크기의 펌프는 바닥 배관의 유압 저항을 극복할 수 있습니다. 자동 모드 선택 기능이 있는 장치를 사용하는 것이 좋습니다.
유량 조절기
유량계는 다음과 같습니다.
- 주 회로 밸런싱 밸브(플로트 밸브)는 주 고온 열원에서 주 배관으로 유입되는 냉각수 양을 제어합니다. 유량은 밸브 용량에 따라 조절됩니다. 조정은 키를 돌려서 조절하는 헤드형 밸브를 이용하거나, 원격 센서로 제어되는 온도 조절 밸브를 이용하여 할 수 있습니다.
- 2차 회로 밸런싱 밸브는 난방 면적에 따라 조정됩니다. 제어 밸브를 열고 닫으면 가열된 유체와 냉각된 유체의 유량 비율이 변경됩니다. 2차 회로 리턴 밸런싱 밸브를 닫으면 보일러에서 나오는 뜨거운 냉각수의 유량이 증가하여 열전도율이 높아집니다.
플라스크에 표시된 눈금을 이용하여 개방 정도를 조절합니다. 이 눈금은 장치의 유량을 시간당 세제곱미터 단위로 결정합니다.
바이패스 밸브
바이패스는 바이패스 밸브와 함께 사용되어 백업 모드가 활성화될 때, 즉 바닥 배관의 유체 순환이 완전히 또는 부분적으로 중단될 때 펌핑 장비의 중단 없는 작동을 보장합니다. 이러한 상황은 매니폴드의 루프 밸브가 수동으로 또는 밸브를 사용하여 닫힐 때 발생할 수 있습니다.
그 결과 물의 흐름에 대한 저항이 증가하고, 메커니즘에 가해지는 부하도 증가합니다. 시스템 내부의 압력이 상승하고, 바이패스 밸브가 열립니다.
냉각수는 바이패스 파이프와 펌프를 통해 흐르면서 작은 순환 고리를 닫습니다. 이로써 비상 상황이 발생하지 않습니다.
보조 요소
보조 요소는 펌프-혼합 시스템의 효율적인 작동을 모니터링하고 유지 관리하는 역할도 담당합니다. 이러한 보조 요소에는 다음이 포함됩니다.
- 온도계 - 냉각수의 온도를 조절합니다.
- 공기 배출구 - 이를 통해 시스템에서 공기가 배출됩니다.
- 배수 밸브는 물을 빼내는 역할을 합니다.
- 체크볼 밸브 - 냉각수가 반대 방향으로 흐르는 것을 방지합니다.
수집기 블록
매니폴드 그룹은 바닥 난방 회로가 연결되는 부분으로, 특정 개수의 분기 회로를 위해 설계되었습니다. 여기에는 공급 및 회수 회로가 포함됩니다.
믹서 장치를 직접 만들어 보세요
바닥 난방을 설치할 때, 기성품 펌프 혼합 장치를 선택할 수도 있습니다. 하지만 비용 효율적인 장치를 직접 제작하고 싶다면, 단계별 과정을 안내해 드리겠습니다.
작업을 시작하기 전에 다음 물품들을 준비해야 합니다: 메쉬 필터, 3방향 온도 조절 장치 체크 밸브, 온도계 2개, 순환 펌프, 공기 배출 밸브, 티형 연결구 2개, 배수 밸브 2개, 볼 밸브가 포함되어 있습니다. 또한, 공급 라인용 볼 밸브 매니폴드 1개와 리턴 라인용 레귤레이터 매니폴드 1개가 포함되어 있습니다.
또한, 온수 바닥의 루프 수는 매니폴드의 출구 수와 같아야 합니다.
단계별 조립 설명서:
- 볼 공급 밸브에 메쉬 필터를 설치한 후 코너 밸브를 설치합니다.
- 모서리에 3방향 온도 조절 혼합 밸브를 나사로 고정합니다.
- 믹서의 리턴 라인이 연결될 쪽에 체크 밸브를 나사로 고정합니다. 체크 밸브가 없으면 장치가 제대로 작동하지 않습니다.
- 우리는 환수 라인과 혼합 장치의 중간 배출구에 온도계를 설치합니다.
- 순환 펌프는 급수관에서 연결된 온도계에 연결합니다. 온도계에서 펌프까지의 직선 거리와 펌프에서 매니폴드까지의 직선 거리는 동일해야 하며, 급수관 직경의 10배와 같아야 합니다.
- 다음으로 집진기를 설치합니다.이 부품들은 특수 브래킷에 고정됩니다. 볼 밸브가 있는 공급 매니폴드를 펌프에 연결하고, 리턴 매니폴드에는 제어 밸브가 설치됩니다.
- 공급 및 회수 매니폴드의 끝단 배출구에 티(T자형 연결구)를 나사로 고정하고, 여기에 공기 배출 밸브를 부착합니다.
- 환기구를 설치합니다.
- 우리는 두 개의 티(T자형 연결관) 측면 배출구에 배수 볼 밸브를 설치합니다. 이는 시스템을 채우고 빼내는 데 필수적입니다.
- 폴리프로필렌 또는 금속-플라스틱 파이프를 환수 매니폴드에 연결합니다. 파이프의 길이는 공급 매니폴드에서 온도계까지의 거리와 같아야 합니다.
- 이 배관 구간과 환수 온도계 사이에 두 번째 메쉬 필터를 설치합니다.
- 우리는 체크 밸브에 볼 밸브를 나사로 고정합니다.
그 결과, 간단하고 저렴한 자가 제작 바닥 난방용 펌프 혼합 장치 모델이 완성되었습니다.
혼합 장치 설치
배전반을 설치하기 전에 설치 위치를 정해야 합니다. 바닥재를 시공할 방이나 일반 가정집의 보일러실에 설치할 수 있습니다.
이 장치는 벽에 직접 설치하거나 벽면에 매립된 금속 캐비닛에 장착할 수 있습니다. 조절 가능한 가이드와 도어가 장착되어 있습니다. 이러한 캐비닛에 내장된 매니폴드는 미관상 보기 좋지만 가격이 저렴하지는 않습니다. 모든 전기 제품은 접지되어야 하며, 장치에 쉽게 접근할 수 있어야 합니다.
믹서는 시스템에서 가장 높은 곳에 설치해야 합니다. 그래야 공기가 더 쉽게 빠져나갈 수 있습니다.
펌핑 및 혼합 장치는 다음 순서대로 설치됩니다.
- 매니폴드 캐비닛을 설치할 수 있도록 틈새를 준비합니다.
- 혼합 및 분배 장치는 캐비닛 내부에 설치되어 있습니다.
- 보일러에서 나오는 해당 배관은 매니폴드의 볼 밸브에 연결됩니다.
- 바닥 윤곽 배관은 빗살형 배출구에 나사로 고정됩니다.
온수식 바닥 난방 시스템 설치가 완료되었으므로 누수 여부를 점검할 수 있습니다. 그 후에야 바닥 미장 작업을 하고 마감재를 시공할 수 있습니다.
설정 방법
바닥 난방 시스템을 설치하고 설치된 매니폴드에 연결한 후에는 아파트 내 쾌적한 환경을 보장하기 위해 시스템을 구성해야 합니다.
펌프-혼합 장치 조정:
- 온도 조절 장치를 제거하면 조절 과정에 영향을 미칠 수 있습니다.
- 조정 중에는 작동하지 않도록 바이패스 밸브를 최대 레벨로 설정했습니다.
- 이제 밸런싱 밸브 조정을 시작해 보겠습니다. 수온은 보일러 출구(+95°C), 바닥 급수구(최대 +45°C), 출구(최대 +35°C)를 기준으로 합니다. 공급수와 환수수의 허용 온도 차이는 5~10°C이며, 그 이상은 안 됩니다. 다음 공식을 사용하면 간단하게 계산할 수 있습니다.
T1 - 95 - 35 = 60
T2 - 45 - 35 = 10
K - ((60 : 10) - 1) x 0.9 = 4
이 지시계는 밸런싱 밸브에 설치되어 있습니다.
- 이제 펌프를 조정하는 단계로 넘어갑니다. 펌프는 최소 출력으로 설정한 후 필요한 압력 수준에 도달할 때까지 점진적으로 출력을 높입니다.
- 바이패스 밸브를 조정합니다. 최대 작동 압력보다 10% 높은 값으로 설정합니다.
바닥 난방 시스템에 여러 개의 회로가 있는 경우, 각 회로를 이와 같은 방식으로 조정해야 합니다.
펌프 혼합 장치는 온수식 바닥 난방 시스템의 "핵심"입니다. 이 장치가 없으면 시스템이 효율적으로 작동하지 않거나 최대 열 출력을 낼 수 없습니다. 따라서 여러 회로를 사용하는 바닥 난방 시스템을 설치할 때는 이 장치가 필수적입니다. 구매 여부 또는 직접 조립 여부는 사용자에게 달려 있습니다.
