요즘 온수 바닥 난방으로 집을 난방하는 것은 흔한 일이 되었으며, 이러한 시스템은 점점 더 선호되는 난방 방식으로 자리 잡고 있습니다.
바닥 난방 시스템은 바닥에 매설된 파이프에 냉각제(보통 물)가 들어 있는 구조입니다. 이 시스템은 중앙 난방 시스템, 온수 공급 장치 또는 특수 설비를 갖춘 보일러에 연결됩니다.
바닥 난방 시스템에 설치할 수 있는 배관 종류는 여러 가지가 있지만, 오늘은 폴리프로필렌 배관에 대해 이야기해 보겠습니다.
폴리프로필렌 파이프의 종류 및 특징
폴리프로필렌 파이프는 저렴하고 내구성이 뛰어나 건설 업계에서 널리 사용됩니다.
크게 단층형과 다층형 두 종류가 있습니다. 각 유형마다 장단점이 있으니 살펴보겠습니다.
단층
단층 폴리프로필렌 윤곽선은 여러 종류가 있습니다.
- RRN은 호모프로필렌으로 만들어집니다. 바닥 난방용으로는 적합하지 않지만, 급수, 하수 및 환기 시스템에 널리 사용됩니다.
- PPB는 폴리프로필렌 블록 공중합체로 만들어집니다. 이 소재로 만든 제품은 내구성이 뛰어나고 수명이 깁니다.
- PPR(폴리프로필렌의 무작위 공중합체)은 제조에 사용됩니다. 이 소재로 만든 윤곽은 하중을 벽면에 고르게 분산시킵니다.
- PPS는 난연성 제품입니다. 이 파이프는 최대 95도까지 고온에서도 효율적으로 작동할 수 있습니다.
다층
다층 폴리프로필렌 파이프는 여러 종류로 생산되며 다음과 같은 기술적 특징을 가지고 있습니다.
- 알루미늄 파이프는 외부에 얇은 보강층이 있습니다. 이러한 부품을 접합할 때 알루미늄 보강층은 1mm 정도 잘라냅니다. 일부 제품은 파이프 벽 사이에 보강재가 있습니다. 보강층이 있는 폴리프로필렌 파이프는 섭씨 95도에서도 효과적으로 작동합니다.
- 유리섬유 보강재가 폴리프로필렌 시트 사이에 끼워져 있는 형태입니다. 이 유형은 바닥 난방 시스템에 적합합니다.
- 복합재료 - 폴리프로필렌 두 층 사이에 유리섬유와 알루미늄 섬유가 결합된 층이 있습니다.
폴리프로필렌의 장점과 단점
바닥난방 설치에 PPR 파이프가 널리 사용되는 주된 이유는 비용 효율성입니다. 특히 넓은 면적에 파이프를 설치해야 할 경우, 저렴한 가격은 중요한 장점입니다.
또한, 폴리프로필렌 윤곽선:
- 기계적 강도와 탄성이 향상되었습니다.
- 이 제품은 특수 납땜 방식을 통해 탁월한 밀폐성을 보장하며, 거의 이음매가 없는 일체형 구조로 되어 있어 배관을 바닥 미장재 아래에 설치할 수 있습니다.
- 내구성이 뛰어남 - 설치 규칙을 준수하면 고장 없이 수십 년 동안 사용할 수 있습니다.
- 무게가 가벼워 설치 과정이 간단합니다.
- 불활성 - 공격적인 물질의 영향을 받지 않는;
- 부식되지 않으므로 파이프 내부에 침전물이 쌓이지 않습니다.
- 방음이 잘 된다;
- 친환경적입니다. 가열 시 유해 물질이 방출되지 않습니다.
폴리프로필렌은 저온에 대한 저항성이 매우 높아 냉각수가 얼지 않도록 보호합니다.
하지만 파이프가 얼더라도 폴리머 소재는 팽창성이 있어 가열하면 원래 형태로 돌아오기 때문에 파이프 벽이 무너지지 않습니다. 따라서 폴리프로필렌 파이프는 소유주가 상시 거주하지 않고 바닥을 가끔씩만 사용하는 전원주택에 설치하기에 이상적입니다.
하지만 이러한 종류의 압연 파이프 재질에도 단점이 있습니다. 폴리프로필렌은 인화성이 매우 높으므로 화재 위험이 높은 장소(예: 목재)에는 설치해서는 안 됩니다. 또한 최적 작동 온도는 섭씨 75도입니다. PP는 유연성이 떨어져 급격한 굽힘 가공이 어렵다는 점도 유의해야 합니다.
또한 일반 PVC 파이프는 상수도 및 하수도 시스템에 사용하도록 설계되었지만, 열적 및 수압적 하중을 견딜 수 없으므로 바닥 난방 시스템에는 설치할 수 없습니다. 따라서 바닥 난방 시스템에는 강화 파이프 시스템을 설치해야 합니다.
폴리프로필렌 파이프의 마킹
현재 이 분야에는 다음과 같은 특징을 가진 다양한 제품들이 시장에 출시되어 있습니다.
- PN 10은 균일한 구조를 가진 표준 폴리프로필렌 파이프에 사용됩니다. 이 파이프는 최대 20°C의 수온과 최대 10기압의 압력을 견딜 수 있는 급수 시스템에 사용하기에 적합합니다. 이 표시가 있는 파이프는 일반적으로 직경이 20mm에서 110mm 사이입니다.
- PN 16은 바닥 난방 시스템에 설치하기에 적합한 단층 제품입니다. 최대 80°C의 난방 매체 온도와 최대 10기압의 압력을 견딜 수 있습니다. 회로 직경은 PN 10과 동일하지만 벽 두께는 훨씬 더 두껍습니다.
- PN 20은 균질 파이프에 사용되는 표시로, 순환 냉각수의 허용 가열 온도가 최대 +95°C입니다. 이 경우 작동 압력은 6기압 이하이며, 직경은 20mm에서 110mm까지입니다.
- PN20 AL(PN20 GF)은 알루미늄 또는 유리섬유 보강층이 있는 폴리머에 사용됩니다. 다른 모든 매개변수는 PN 20과 동일합니다. 이 유형은 열팽창 계수가 더 낮다는 점에서 다른 소모품과 다릅니다.
특정 작동 조건에 맞는 제품을 선택할 때 이 표시를 고려하는 것이 매우 중요합니다. 난방 바닥의 효율이 이 표시에 달려 있기 때문입니다.
도표를 작성하고 파이프 개수를 계산합니다.
온수 난방식 폴리프로필렌 바닥재 설치 작업을 시작하기 전에, 먼저 설계도를 작성하고 모든 것을 계산해야 합니다.
이 도면은 모눈종이에 그려져 있으며 배치도와 설치 단계를 보여줍니다.
프로젝트 준비
온수 바닥 난방 배관은 다음 도면에 따라 설치할 수 있습니다.
- "뱀처럼 구부리는" 방식은 간단한 방법이지만 단점이 있습니다. 냉각수가 파이프를 통과하면서 식기 때문에 끝부분에서는 더 차가워집니다.
- "나선형" - 이 방식은 균일한 가열을 제공하기 때문에 더 널리 사용됩니다.
- "이중 뱀" - 이 경우 열이 바닥 표면 전체에 고르게 분산됩니다.
설계를 선택할 때 구조물의 열 전달률을 고려해야 하는데, 이는 바닥의 효율을 결정짓는 요소이기 때문입니다. 이를 위해서는 방의 면적, 벽, 바닥 및 단열재에 사용된 재료, 바닥재의 종류, 회로의 직경 및 재질, 냉매 온도와 같은 정보가 필요합니다.
설치 패턴을 선택한 후에는 도면에 그려야 합니다. 배관 간격은 10~30cm가 권장되며, 루프 길이는 80m를 초과해서는 안 됩니다. 루프는 벽면에서 20cm 떨어진 곳에 설치해야 합니다. 매니폴드 캐비닛의 위치도 도면에 표시해야 합니다.
온수 바닥 난방을 주 난방 방식으로 사용하는 경우, 배관은 12~15cm 간격으로 설치해야 합니다.
파이프라인 크기 계산
바닥난방용 폴리프로필렌 파이프의 길이를 결정하는 데에는 두 가지 방법이 사용됩니다. 첫 번째 방법은 도면에서 자를 사용하여 파이프 크기를 측정한 다음, 이 측정값에 적절한 배율을 곱하는 것입니다. 이렇게 얻은 결과에 재단 여유분으로 10%를 추가합니다.
두 번째 방법은 실을 이용하는 것입니다. 회로 배치도에 따라 바닥에 실을 놓고 길이를 측정하면 파이프 크기를 알 수 있습니다. 첫 번째 방법과 마찬가지로 10%의 여유분을 추가해야 합니다.
각 방마다 배관의 길이를 별도로 계산해야 합니다.
시스템 설치 전 준비 작업
온수 바닥 난방 시스템을 올바르게 설치하려면 폴리프로필렌 파이프를 설치하려면 몇 가지 사전 작업을 수행해야 합니다. 단계는 다음과 같습니다.
- 기존 바닥재를 제거하고 미장재를 해체합니다.
- 바닥 하부 구조를 점검하고 발견된 균열은 보수해야 합니다. 하지만 그 전에 표면에서 콘크리트 조각을 제거하고 프라이머를 도포해야 합니다. 바닥 하부 구조를 보수할 수 없는 경우에는 얇은 층의 수평 조절용 스크리드를 시공해야 합니다.
- 매니폴드 캐비닛은 벽이나 특수 설계된 틈새에 바닥에서 1미터 높이에 설치됩니다. 설치 과정이 상당히 지저분하기 때문에 바닥재를 시공하기 전에 설치해야 합니다.
- 방수층을 시공합니다. 습기를 잘 유지하는 두꺼운 폴리에틸렌 필름이 적합합니다. 필름은 벽면에 10cm 정도 겹치도록 시공해야 합니다. 방이 넓어 여러 장의 필름을 시공해야 하는 경우에는 필름들을 겹쳐서 테이프로 붙여줍니다.
- 콘크리트 표면이 가열될 때 갈라지는 것을 방지하기 위해 둘레에 방습 테이프를 붙입니다.
- 단열재를 시공합니다. 단열재는 롤 또는 시트 형태로 시공할 수 있습니다. 압출 폴리스티렌 폼 보드를 사용할 경우, 보드 사이에 틈이 없도록 두 겹으로 시공해야 합니다. 밀폐성을 높이려면 이음새 부분을 폼으로 채울 수 있습니다.
- 열을 반사하기 위해 호일 뒷면을 덧댑니다. 열은 위쪽으로 향하게 되어 바닥과 실내 공기를 따뜻하게 합니다. 재료들은 접착 테이프로 접합합니다. 단열재 자체에 호일 층이 있는 경우에는 이 뒷면이 필요하지 않습니다.
- 구조물의 강도를 높이기 위해 보강망을 설치하고, 파이프라인도 연결할 수 있습니다.
이러한 작업을 수행하는 데 있어 모든 규칙을 엄격히 준수하는 것은 시스템의 효율적인 운영에 기여합니다.
폴리프로필렌 파이프 설치
바닥난방 시스템 설치에서 가장 중요한 단계는 배관 설치입니다. 배관은 설계된 패턴, 즉 "뱀" 또는 "달팽이" 모양으로 설치해야 합니다. 매니폴드에서 시작하여 설치 후 배관의 다른 쪽 끝도 다시 매니폴드로 연결해야 합니다.
폴리프로필렌 파이프를 다룰 때는 실내 온도를 영상 5도로 유지해야 합니다.
파이프는 여러 가지 방법으로 고정됩니다.
- 철망을 프레임에 플라스틱 타이 또는 철사로 고정하는 것이 안전한 방법입니다. 프레임을 너무 꽉 조이면 손상될 수 있으므로 주의하십시오.
- 다웰이 포함된 단열재 제품입니다.
- 스터드가 있는 절연 매트를 사용합니다. 파이프라인은 스터드 사이의 홈에 넣어 단단히 고정합니다.
80cm 간격으로 고정 장치를 설치해야 합니다.
바닥 연결
첫 번째 단계는 압력계, 공기 밸브, 제어 및 배수 밸브, 믹서로 구성된 장치를 조립하는 것입니다.
필요한 분기 개수를 갖춘 기성품 매니폴드를 설치하는 것이 가능합니다.설치된 캐비닛 안으로 들어갑니다. 가열된 냉각수를 공급하는 파이프는 너트와 부싱을 사용하여 연결되며, 리턴 호스도 마찬가지입니다.
이후, 바닥 회로는 매니폴드 어셈블리에 연결됩니다. 파이프의 한쪽 끝은 공급 밸브에 연결되고, 다른 쪽 끝은 리턴 라인에 연결됩니다.
시스템 테스트
파이프라인 위에 콘크리트를 붓기 전에 장치를 테스트하는 것이 필수적입니다. 콘크리트 아래에서는 오작동이나 누출을 수리하기가 어렵기 때문입니다.
시스템을 테스트하기 위해 각 회로에 개별적으로 물을 채우고 모든 제어 밸브를 열어 배관에서 공기를 제거합니다. 그런 다음 압력을 작동 압력의 1.5배로 설정하되 6bar 미만으로 설정하지 않습니다.
3~4시간 후 압력이 떨어지므로 다시 압력을 높여야 합니다. 이 과정을 세 번 반복합니다. 그 후 바닥을 24시간 동안 그대로 둡니다. 이 시간 동안 압력이 2bar 이상 떨어지지 않았다면 시스템이 올바르게 설치된 것입니다.
누수나 오작동이 감지되면 반드시 수리해야 하며, 누수 부위를 납땜한 후 바닥 테스트를 다시 실시해야 합니다.
스크리드 붓기
미장면을 채우기 위해 가소제가 첨가된 시멘트-콘크리트 모르타르가 사용됩니다.직접 만들 수도 있고, 기성품을 구입할 수도 있습니다.
구조물의 강도를 높이려면 파이프라인 위에 보강망을 추가로 덧씌울 수 있습니다. 추가 보강재를 사용하지 않을 경우에는 모르타르에 폴리프로필렌 섬유를 첨가해야 합니다.
바닥 미장 시공 중 실내 온도는 +5°C여야 합니다. 수평면을 확보하기 위해 시공 전에 수평계 프로파일을 설치해야 합니다.
방의 가장 먼 구석부터 시작하여 출구 쪽으로 모르타르를 띠 모양으로 부어 넣으세요. 자를 사용하여 모르타르 표면을 평평하게 하세요.
배관의 직경에 따라 미장 두께는 30mm에서 70mm까지 다양합니다.
모르타르가 완전히 마르는 데는 28일이 걸립니다. 스크리드가 굳은 후에야 최종 바닥재를 시공할 수 있습니다. 세라믹 타일은 특히 욕실이나 화장실에 가장 적합하지만, 다른 바닥재도 사용 가능합니다.
콘크리트 혼합물이 완전히 마를 때까지 바닥 난방을 켜지 마십시오. 처음 사용하기 전에 모든 공기를 빼내십시오.
보시다시피, 폴리프로필렌 파이프를 이용한 온수 바닥 난방 설치는 어렵지 않습니다. 소재 자체가 다루기 쉬워서 누구나 가정이나 아파트에 폴리프로필렌 온수 바닥 난방을 설치할 수 있습니다.
