보일러를 이용한 온수식 바닥 난방: 연결도, 설치 및 설계 특징

난방은 우리나라 대부분 도시에서 시급한 문제입니다. 중앙 난방 시스템이 항상 충분한 쾌적함을 제공하는 것은 아니기 때문에 많은 사람들이 독립형 난방 시스템 설치를 고려하고 있습니다.

그러한 난방 방식 중 하나는 온수기를 이용해 바닥 난방을 설치하는 것입니다.

바닥난방을 보일러에 연결할 수 있나요?

온수 바닥 난방을 설치할 때 아파트나 단독주택 소유주는 다음 사항을 고려해야 합니다.

• 방 안의 공기를 필요한 온도까지 데울 수 있는 구조물을 만드세요.
• 설치 및 운영 측면에서 비용 효율적인 옵션을 선택하세요. 그러면 많은 비용이 들지 않을 것입니다.

미리 알아보시는 것을 권장합니다. 온수 바닥 난방의 구조 및 작동 원리 또한 이 시스템을 다양한 장치(라디에이터, 3방향 및 2방향 밸브 등)와 결합할 수 있는 가능성도 있습니다.

냉매를 가열하기 위해 가스 보일러 또는 전기 보일러가 사용됩니다. 가스 보일러는 주로 개인 주택에 설치됩니다. 중앙 난방 시스템이 설치된 아파트에는 이러한 장비를 설치할 수 없습니다.

또한, 주 난방 시스템에 연결하려면 특별 허가가 필요합니다. 따라서 대안으로 전기 보일러 설치가 필요합니다.

보일러는 가정용으로 전기를 이용해 물을 데우는 장치입니다. 하지만 원래 바닥 난방용 물을 데우도록 설계된 것이 아니라는 점에 유의해야 합니다. 따라서 바닥 난방에 사용하면 보일러에 과부하가 걸려 고장이 발생할 수 있습니다.

보일러로 바닥 난방을 하는 것은 여전히 ​​가능하지만, 넓은 공간을 난방하기에는 적합하지 않습니다. 이 방법은 욕실이나 화장실에만 이상적입니다.

주의! 전기 히터의 부하를 정확하게 계산하는 것이 매우 중요합니다.

보일러의 종류

온수기는 가열된 액체를 저장하는 탱크가 장착된 전기 보일러입니다. 가정용으로는 최대 100리터 용량의 제품이 사용되고, 산업용으로는 최대 300리터 용량의 제품이 사용됩니다. 바닥 난방 시스템에는 산업용 온수기를 권장합니다.

보일러는 설계 방식에 따라 순간식 또는 축열식으로 나뉩니다.

흐르는

유량식 온수기는 냉수 공급 라인에 연결되는 사각형 발열체가 있는 소형 탱크입니다. 작동시키면 물이 거의 즉시 가열됩니다. 이러한 온수기는 정격 출력이 6~10kW이므로 전기 시스템에 상당한 부하를 줍니다.

통과형 온수기는 바닥 난방에 적합하지 않습니다.

누적

축열식 난방기는 두 개의 하우징으로 구성된 용기이며, 그 사이에 단열재(폴리우레탄 폼) 보호층이 있습니다. 외부 하우징은 에나멜 처리된 강철로 만들어집니다.

플라스크 내부는 스프레이 방식으로 도포된 유리 에나멜로 코팅되어 매끄럽고 스케일이 잘 생기지 않는 표면을 형성합니다. 또한, 이 에나멜은 물에 함유된 염분의 영향을 받지 않으며 부식되지 않습니다.

일부 모델은 유리 에나멜 대신 유리 도자기로 된 내부 코팅을 사용합니다. 표면은 품질이 좋지만, 장시간 고온에 노출되면 균열이 발생할 수 있습니다. 하지만 제조사는 해당 제품이 최소 10년 동안 안정적으로 작동할 것을 보장합니다.

보일러에 사용되는 또 다른 코팅 유형은 고온을 견딜 수 있는 티타늄이 함유된 스테인리스강입니다. 이 코팅이 적용된 온수기는 수년간 사용할 수 있습니다.

탱크 내부에는 가열 소자(관형 히터)가 있어 냉각제를 가열합니다. 가열 소자는 금속 튜브 안에 들어 있어 스케일이 생기는 것을 방지합니다. 또한, 플라스크에는 음전하를 중화하는 양전하 입자를 포함하는 막대인 자성 양극이 있습니다.

이는 부식을 줄이는 데 도움이 됩니다. 이 막대는 마모가 빨리 되기 때문에 주기적으로 교체해야 합니다. 온수기에는 냉수가 공급되고 온수가 배출되는 배관이 설치되어 있습니다.

주의하세요! 난방 시스템에 사용하도록 특별히 설계된 250~300리터 용량의 전기 온수기가 시중에 판매되고 있습니다. 이 제품들은 급수 및 배수구의 위치와 크기가 다릅니다.

축열식 모델의 표준 전력은 1.5~3kW입니다. 이 장치는 보온병과 유사하며, 물을 가열한 후 천천히 냉각시켜 장시간 고온을 유지합니다.

이러한 유형에는 온도 조절 장치가 있어 바닥 난방에 원하는 온도를 설정할 수 있습니다. 원하는 온도에 도달하면 보일러가 자동으로 꺼져 에너지 소비를 효율적으로 관리할 수 있습니다.

보일러는 수평형과 수직형으로 나뉩니다. 수직형은 바닥 난방 시스템에 적합합니다.

꼭 알아두세요! 15리터의 물을 60도로 가열하려면 1kW의 발열체가 필요하며, 이 경우 1시간이 소요됩니다. 100리터 용량의 물탱크는 3kW의 발열체를 사용하면 3시간 만에 같은 온도에 도달합니다.

온수기는 어떻게 작동할까요?

전기 보일러는 냉수와 온수를 혼합하여 작동합니다. 가열된 물은 위로 올라가고, 찬물은 아래쪽에 남아 가열됩니다.

온수기의 작동 과정은 다음과 같습니다.

1. 저장 탱크는 특수 연결부를 통해 물로 채워집니다. 유입구에는 액체가 역류하는 것을 방지하는 안전 밸브가 장착되어 있습니다.
2. 필요한 온도는 온도 조절기에 설정되어 있지만, 80도를 넘지 않아야 합니다.
3. 발열체가 자동으로 켜지고 물 가열이 시작됩니다.
4. 뜨거운 액체가 위로 올라가 탱크 상단에 있는 흡입관을 통해 배출됩니다.
5. 냉각수는 흡입관을 통해 바닥 배관으로 이동합니다.

어떤 보일러를 선택해야 할까요?

연속식 전기 온수기는 바닥 난방 시스템에 사실상 적합하지 않습니다. 가장 큰 단점은 에너지 소비량이 매우 높다는 점입니다.

바닥 난방에 가장 적합한 옵션은 저장식 온수기입니다. 가열 장치의 종류를 선택할 때는 장비의 출력에 주의해야 하는데, 이는 냉매가 얼마나 강하고 빠르게 가열되는지, 그리고 가열되는 냉매의 양을 결정하기 때문입니다.

주의하세요! 6~10kW 출력의 제품은 난방 시스템과 함께 설치하도록 특별히 설계되었습니다. 이러한 제품의 주요 단점은 전력 소비량이 높다는 것입니다.

전기 제품의 소비 전력을 계산할 때, 10제곱미터 면적을 난방하려면 1kW 용량의 온수기가 필요하다는 점을 명심해야 합니다. 따라서 가정용 바닥난방 온수기는 적합하지 않습니다. 이러한 온수기는 욕실이나 화장실과 같은 작은 공간에만 적합합니다.

두 번째 요점온수기를 구매할 때 고려해야 할 중요한 요소 중 하나는 탱크 용량입니다. 온수 저장 용량이 클수록 온수기를 가동하는 빈도가 줄어들어 자원을 절약할 수 있습니다.

보일러에 연결된 바닥 난방 시스템의 설계 특징

보일러를 이용한 바닥 난방 시스템을 설계할 때는 다음 사항들을 고려해야 합니다.

• 파이프라인의 크기와 분기점의 수가 많을수록, 회로가 길수록 액체의 순환 속도는 느려집니다.
• 난방 요소 출력 - 난방하려는 방의 최저 온도가 보일러 출력과 같을 경우, 시간이 지나면서 냉매 가열 효율이 떨어질 수 있습니다. 해결책은 20%의 여유 출력을 가진 난방기를 구입하는 것입니다.

또한, 이 시스템은 저장 탱크와 발열체의 주기적인 스케일 제거를 포함한 지속적인 유지 관리가 필요합니다. 이러한 절차는 바닥 난방 배관을 양호한 상태로 유지하고 수명을 연장하는 데 도움이 됩니다.

보일러는 난방이 필요한 방과 가까운 욕실이나 방에 설치하는 것이 좋습니다.

장치의 성능을 향상시키기 위해서는 구조에 순환 펌프를 장착해야 합니다.

위의 모든 사항을 따르면 아파트에 난방을 제공할 수 있는 하이드로플로어를 설치할 수 있습니다.

바닥난방 및 보일러 배선도

간접식 온수기에 바닥 난방을 연결하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 가장 간단한 방법들을 살펴보겠습니다.

• 삼방향 밸브는 바닥 난방 시스템과 온수기라는 두 회로를 연결하는 핵심 부품입니다. 이 밸브는 두 회로 사이에서 냉매를 분배하며, 온수기에 설치된 온도 조절 장치에 의해 자동으로 제어됩니다. 이 시스템은 보일러에서 물을 빠르게 가열하는 동시에 바닥 난방 배관으로의 온수 공급을 완전히 차단할 수 있도록 설계되었습니다. 설정 온도에 도달하면 밸브가 작동하여 온수 공급이 재개됩니다. 이러한 배관 방식은 보일러를 연속 가동하는 데 적합합니다.

• 강제 순환 펌프 2개를 사용하는 이 옵션은 간헐적인 계절 사용에 적합합니다. 하나는 온수기 앞의 급수관에 설치하고, 다른 하나는 바닥 순환 회로에 설치합니다.

온도 조절 장치가 순환 펌프에 전력을 공급하므로 온도가 정상 수준 이하로 떨어질 때만 작동합니다. 난방 속도가 빨라지고 강제 순환이 활성화됩니다. 이 시스템에는 3방향 밸브가 없으며 티(T자형 연결구)를 사용하여 연결합니다.

• 유압 매니폴드를 사용하는 방식은 용량이 200리터 이상이고 여러 개의 난방 회로를 갖춘 보일러에 권장됩니다. 유압 매니폴드 시스템은 설계가 간소화되고 각 층 회로에 펌프를 설치할 필요가 없습니다. 또한 모든 회로에서 냉매 압력을 일정하게 유지해 줍니다. 하지만 이러한 방식으로 배관을 설치하는 것은 경험이 없으면 어려울 수 있습니다.

바닥 난방 설치 및 보일러 연결

이해를 돕기 위해 3kW 발열체를 사용하여 30m² 면적을 난방하는 온수기 바닥 난방 설치 방법과 3방향 밸브 설치 과정을 살펴보겠습니다.

온수 및 냉수 공급 호스를 연결할 수 있는 배출구가 있는 순환식 보일러가 필요합니다. 권장 배출구 직경은 2.6cm입니다. 또한 설치 과정에서 방해받지 않도록 필요한 공구도 준비해야 합니다.

온수기를 이용한 바닥 난방 설치 순서는 다음과 같습니다.

• 바닥면 준비 - 바닥을 평평하게 하고 이물질을 제거해야 합니다.

• 집열기 설치 - 집열기는 벽에 고정하거나 특수 제작된 금속 상자에 장착해야 합니다.

• 방 둘레에 방진 테이프를 붙이면 콘크리트 바닥의 내구성을 유지하는 데 도움이 됩니다.

• 방수 및 단열 – 폴리에틸렌 필름은 방수재로 사용할 수 있습니다. 단열재는 일반적인 발포 플라스틱부터 돌기가 있는 폴리스티렌 발포 매트까지 매우 다양하게 선택할 수 있습니다.

• 급수 회로는 구리, 폴리에틸렌 또는 내열 플라스틱 파이프를 사용하여 설치할 수 있습니다. 발열체는 계획된 배치도와 지정된 간격에 따라 설치됩니다. 파이프는 단열재 위에 깔린 보강망에 플라스틱 클램프로 고정하거나 스티로폼 판의 홈 사이에 고정할 수 있습니다.

• 회로를 분배 매니폴드에 연결하십시오. 한쪽 끝은 냉수 꼭지에, 다른 쪽 끝은 온수 꼭지에 연결하십시오.

• 보일러는 금속 파이프를 사용하여 분배 장치에 연결됩니다.

• 온수 바닥의 온도 조절을 위해 매니폴드에 열 헤드가 있는 3방향 밸브를 설치합니다.

• 바닥 난방 시스템에 순환 펌프를 연결하면 바닥 배관에 필요한 물의 흐름과 압력을 확보할 수 있습니다.

• 팽창탱크 설치는 난방 시스템에서 과도한 물을 제거하는 데 필수적입니다. 팽창탱크는 보일러 배출구 근처의 차가운 금속 배관에 설치해야 하며, 팽창탱크 상류에는 공기 배출관을 설치해야 합니다.

• 시스템 성능 점검을 통해 잠재적인 누출 및 오작동을 파악합니다. 작동 압력 하에서 24시간 동안 압력 테스트를 실시합니다.

• 바닥 미장 작업 - 바닥 윤곽을 콘크리트로 채웁니다. 이 작업은 파이프를 이용해 압력을 가한 상태에서 진행됩니다. 콘크리트 층이 완전히 건조될 때까지 기다려야 하는데, 약 한 달 정도 소요됩니다.

• 마감 코팅 시공 - 마감 코팅은 완전히 건조된 콘크리트 바탕면 위에만 시공해야 합니다.

바닥 미장재와 (세라믹 타일을 바닥재로 사용한 경우) 타일 접착제가 완전히 건조된 후에만 급수 시스템을 가동해야 합니다. 온도는 며칠에 걸쳐 서서히 작동 온도까지 올려야 합니다.

이 시스템은 탱크에서 물을 가열한 후 매니폴드를 통해 바닥 회로로 배출하는 방식으로 작동합니다. 사용된 냉매는 분배 장치를 통해 리턴 라인으로 되돌아갑니다.

물 온도가 설정 온도 이상으로 올라가면 3방향 밸브가 자동으로 온수 공급을 차단하고 냉수 공급을 엽니다. 혼합 과정은 특수 챔버에서 이루어집니다. 가열 매체가 설정 온도에 도달하면 온도 조절 밸브가 냉수 공급을 차단합니다.

히터와 매니폴드에는 각각 별도의 자동 온도 제어 장치가 장착되어 있습니다. 매니폴드에 있는 장치는 바닥 난방 시스템의 냉매 흐름을 제어하고, 발열체에 있는 장치는 물의 온도를 제어합니다.

온수기를 이용한 바닥 난방은 주택과 아파트 모두에 설치할 수 있습니다. 설치는 간단하며, 설명서와 절차를 잘 따르면 됩니다. 또한, 온수기는 전기 보일러보다 가격이 저렴하기 때문에 설치 비용이 매우 낮다는 점도 큰 장점입니다.

하지만 이러한 난방 시스템을 작동하려면 상당한 에너지 소비가 필요하다는 점에 유의해야 합니다. 따라서 일반 라디에이터로 집을 난방할지, 아니면 보일러를 이용한 바닥 난방으로 난방할지는 전적으로 여러분의 선택에 달려 있습니다.

동영상

전기 보일러로 바닥 난방

저장식 온수기에서 나오는 따뜻한 물이 바닥에서 흐릅니다.