[스크랩] 온수난방

3. 온수 난방의 시공법

(1) 배관 기울기   온수 난방의 배관은 관내에 공기가 차지 않도록 공기빼기 밸브(air vent valve)나 팽창탱크를 향하여 상향   기울기로 한다.(일반적인 배관 기울기는 1/250이상)   ① 단관 중력 순환식    온수 주관은 하향 기울기로 하여 공기가 모두 팽창 탱크로 빠지도록 한다. ② 복관 중력 순환식    상향 공급식에서는 온수 공급관은 상향 기울기,복귀관은 하향 기울기로 준다. 하향 공급식은 공급관,    복귀관 모두 하향 기울기로 한다. ③ 강제 순환식    상향 기울기나 하향 기울기 어느 쪽이든 지장이 없으나 ,공기가 모이지 않도록 배관을 하여야 한다. (2) 배관 방법 ①주관에서 분기관 내기    온수 배관은 원칙적으로 분기관이 주관 아래로 분기될 경우에는 (그림 4-17(a))와 같이 주관에 대하여    45℃이상의 각도로 접속하여 지관은 내림 기울기를 한다. 이와 반대로 주관보다 위로 분기할 시는 45℃     이상의 각도로 하여 지관은 올림 기울기로 한다. ② 편심 이음    온수관의 수평 배관에서 관지름을 변경할 시는 증기관과 같이 편심 이음쇠를 사용한다.    올림 기울기로 배관할 때는 관의 윗면을 맞추어 접속하고, 내림 기울기로 할 시는 아랫면을 맞추어 시공    한다. ③ 배관의 분류 및 합류    배관의 분류점이나 합류점에는(그림 4-17(c))에서 ③과 같이 하지 않고 반드시 ①,②와 같이 시공한다. ④ 공기빼기 밸브    배관 시공중에는 공기가 모이지 않도록(그림 4-17(d))와 같이 시공한다.   ⑤ 방사 난방용 코일의 매설 방사 난방용 코일을 매설 배관할 떄는 금속관과 콘크리트의 팽창계수가 다르므로 주의를 요한다. 콘크리트에 비하여 강관이 신축이 크므로 직접 밀착시키지 않고 아스팔트 또는 콜타르를 발라서 매설해야 한다. 단, 동관은 표면이 고우므로 그대로 배설해도 무방하다. ⑥ 공기 가열기의 배관 일반적으로 공기 가열기는 공기의 흐름 방향과 수평이 되도록 설치한다. 또한 공기의 흐름 방향과 코일내의 온수 흐름 방향이 반대가 되도록 배관한다. 가열기에는 1대마다 에어벤트 밸브를 설치하고, 또 배수밸브를 설치하여 가열기 및 관안의 물을 완전히 뺄 수 있도록 한다. 온수 코일은 유량을 조절하는 자동 3방 밸브를 설치하기도 한다. 3방 밸브는 보통 혼류 밸브로서 설계,제작된 것이 많다.(그림 4-19)와 같이 온수 코일을 통과한 온수와 배관라인을 직접 바이패스(by-pass)한 높은 온도의 온수가 합류하는 지점에 자동 3방 밸브를 장착한다. 또한 자동 밸브의 전동기축은 반드시 수평이 되도록 설비한다. ⑦ 방열기의 설치 컬럼(column)형 방열기는 수평으로 설치하여 벽과의 간격이 50~60mm가 되도록 하고, 벽걸이형 방열기는 바닥면에서 방열기 밑면까지의 높이가 150mm가 되도록 설치한다. ⑧ 팽창 탱크의 설치 중력 순환식의 개방형 팽창 탱크는 배관의 최고층 방열기에서 탱크 수면까지늬 높이가 1m이상되는 곳에 설치한다. 강제 순환식에서는 팽창관과 탱크 수면과의 간격을 순화 펌프의 양정보다 크게 한다. 단, 밀폐형 팽창 탱크는 보일러 실의 적당한 장소에 설치한다.

온수난방

2. 온수난방의 설계

일반적으로 온수난방 설비에서는 보통 온수난방이 널리 사용되며, 이에 대한 설계 순서는 다음과 같다.   ① 각실의 손실 열량을 계산한다. ② 방열기의 입구와 출구의 온수 온도를 정하고, 필요 방열 면적을 산출하고 방열기를 각 요소에 배치한다. ③ 배관 각 구간의 온수 순환량을 계산한다. ④ 순환수두를 계산한다. ⑤ 허용 마찰손실을 계산한다. ⑥ 허용 마찰손실을 구하고 온수 순환량에 의해 배관 각 구간의 관경을 결정한다. ⑦ 관경이 결정되면 검산을 한다. 검산방법은 다음과 같다. 온수 순환량과 관경에서 각각 다른 배관 각부의 압력 강하를 구하여 다음에 적합하도록 관경을 보정한다. HW = ∑(ι1+ι1¹)R₁ 단, HW :순환수두(mmAq)   ∑ : 보일러에서 한 방열기에 이르는 배관 각부의 합계   ι1 : 직관의 길이(m)   ι1¹ : 국부 저항의 상당 직관 길이(m)   R₁: 배관 각부의 압력강하(mmAq/m) ⑧ 다음에HW 와 ∑(ι+ι′)R이 일치하지 않을 때는 오리피스(orifice)를 삽입하거나 또는 방열기 출구에 리턴콕     (return cock)을 설치하여 이것을 조절하여 저항을 가한다. ⑨ 보일러 용량을 계산하고 굴뚝의 크기를 결정한다. ⑩ 팽창탱크의 크기를 결정한다. (1) 팽창탱크 (expansion tank)   ① 온수의 팽창량   1 1   ΔV = ( - )v   pf pr     ΔV : 온수의 팽창량(ι)   pf : 가열한 온수의 밀도(kg/ι)   pr : 불때기 시작한 때의 물의 밀도(kg/ι)   v : 난방 장치내에 포함되는 전수량(ι) ② 팽창 탱크의 용량   개방식 온수난방 장치에는 개방식 팽창탱크를 사용하고 밀폐식 고온수 난방장치에는 밀폐식 팽창탱크를 사용한다.   ㉮ 개방식 팽창탱크 : 개방식 팽창탱크의 용량은 온수 팽창량의 2~2.5배로 한다.     1 1   v=aㆍΔV = aㆍ( + )v     (a=2~2.5)   pf pr     ㉯ 밀폐식 팽창탱크 : 밀폐 탱크의 사용시는 안전밸브를 장착하여야 한다.     ΔV   v = (ι)   pa pa     -     pa + 0.1h pt     v : 밀폐식 팽창탱크의 용적(ι)   pa : 대기압(1.0kg/㎠)   pt : 최대허용압력(kg/㎠)   h :탱크내의 수면에서 배관계 최고층까지의 수직고(m)   ΔV :관내의 물의 팽창량 (ι) ③ 온수난방 장치에 있어서의 안전장치   ㉮ 팽창관을 팽창탱크의 저부에 접속하는 경우,     팽창관의 직경 : d₁=14.9H0.356(mm)   H : 온수 보일러의 전열면적   ㉯ 안전관을 팽창 탱크의 수면상에 보이게 하여, 다로 팽창관을 팽창 탱크의 하부에 접속하는 경우,   ④ 온수 순환수두 및 순환펌프의 양정계산 중력 순환식 난방에서의 자연순환 수두식 : H=1,000(pr - pf )h(mmAq)   h : 보일러의 중심에서 최고층 방열기 중심까지의 높이(m)   pr : 방열기 출구의 온도에 대한 밀도(kg/ι)   pf : 방열기 입구의 온도에 대한 밀도(kg/ι) 일반적으로 최원 거리에 있는 방열기 까지의 배관연장 100m이하의 경우는 펌프의 양정이 1mAq 정도, 100m 이상의 경우에는 양정 1~~4mAq의 펌프를 선정하면 되고, 온수의 관내 유속은 1m/sec정도가 바람직하다. ⑤ 온수 순환량, 필요 방열면적 및 온도강하     HL   ㉮ 온수 순환량 : G = (kg/h)   tf - tr       HL : 방열량(kcal/h)   tf ,tr : 방열기 입구와 출구의 온도 (℃)     HL   ㉯ 온수 방열기의 필요 방열면적 :S = (㎡)   qo     단,qo 는 방열기의 방열량(450kcal/㎡ㆍh) 방열기의 입구와 출구의 온도차를 온도강하(temperature drop)라고 한다. 중력식 온수난방에서는 온도강하를 15~20℃로 하고 강제 순환식에서는 7~15℃로 한다.

온수난방

온수난방은 증기난방과는 달리 현열(sensible heat)을 이용한 난방법으로 85~90℃의 온수를 방열기에 공급하여 실내의 공기를 따뜻하게 하는 방법이다. 지역난방이나 생산 공장 등에서는 100℃이상의 고온수를 열매체로 하는 경우도 있으나 보통 일반 건축물 난방에는 100℃ 이하의 온수를 사용한다 온수 난방은 증기 난방에 비하여 다음과 같은 특징이 있다.   ① 온수난방은 난방 부하의 변동에 따라서 열량 조절이 용이하다. ② 온수난방은 예열 시간이 길지만, 가열 후에 냉각시간도 길다. ③ 방열기에서의 화상이나, 공기중의 미진이 늘어서 생기는 나쁜 냄새가 적어 실내의 쾌적도가 높다. ④ 동일 방열량에 대하여 방열 면적이 커야 하고 관경도 굵어야 하기 때문에 설비비가 많이 드나 보일러의     취급이 쉽고 비교적 안전하므로 주택 등에 적합하다. ⑤ 보일러 및 방열기에 대하여 층 높이에 상당하는 수압이 작용되므로 건축물의 높이에 따라 제한을 받는다.     온수용 주철제 보일러는 수두 30m이라로 제한되어 있다.

1.온수난방의 분류

온수난방설비는 사용 온수의 온도, 온수의 순환방법, 배관방법 등에 따라 다음과 같이 한다. <표4-5 > 온수 난방의 분류 분 류 종 류 온 수 온 도  보통 온수식 :보통 85~90℃의 온수사용, 개방식 팽창탱크 고 온 수 식 :보통 100℃이상의 고온수 사용, 밀폐식 팽창탱크 온수순환방법  중력 환수식 : 중력 작용에 의한 자연 순환 강제 순환식 : 펌프 등의 기계력에 의한 강제순환 배 관 방 법  단 관 식 : 송탕관과 복귀탕관이 동일 배관 복 관 식 : 송탕관과 복귀탕관이 서로 다른 배관 온수의 공급방법  상향 공급식 : 송탕주관을 최하층에 배관, 수직관을 상향 분기 하향 공급식 : 송탕주관을 최상층에 배관, 수직관을 하향 분기   (1) 온수 온도에 의한 분류 보통 온수식과 고온수식으로 구분되며, 보통 온수식은 85~90℃의 온수를 열매체로 하여 난방하며, 팽창탱크는 개방형이다. 이에 비하여 고온수식의 경우에는 밀폐형의 팽창탱크를 설치하고 장치 전체를 밀폐해야 하므로 온수 온도가 100℃이상이다. 이때 온수 압력은 대기압 이상으로 된다. 주로 대규모 건물이나 지역 난방 등에 많이 사용된다. (2) 온수 순환 방식에 따른 분류 중력 순환식은 공급 온수와 귀환 온수의 온도차와 그 높이차에 의한 순환력으로서 자연순환하는 방법으로 방열기는 보일러보다 높은 장소에 위치하여야 한다. 단, 매우 적은 규모인 경우에 한해서 (그림 4-14)와같이 보일러와 방열기를 같은 층에 놓는 동층 온수 난방법도 있다.   이것은 급탕 주관을 천장속에 배관하는데, 이 배관은 보온 피복을 하지 않아 BCDD′ 사이에서 많이 냉각되므로 BB′ 사이와 DD′ 사이에 탕 온도가 생겨서, 자연 순환을 하게 된다. 이 방법은 급탕 주관이 천정 속에서 방열하므로 실내 난방에 도움이 되지 않아 열손실이 많게 되지만 지하실을 만들어야 한다거나 순환펌프를 사용해야 하는 번거로움이 없어 소규모의 주택난방에 많이 사용된다. 강제 순환식은 펌프를 사용하므로 중력 순환식에 비하여 배관도 가늘고 또 큰 건물에 대해서도 온수를 신속하고, 고르게 순환시킬 수 있다. (3) 배관 방법에 의한 분류 단관식과 복관식이 있으며 어느 것이나 온수를 상향 또는 하향으로 공급할 수 있다. 단관식은 방열기에서 냉각된 온수가 주관에 보내지는 온수와 섞여서 온도가 강하되므로, 갈수록 방열면적은 크게 해야 한다. 일반적으로 소규모 난방에 사용된다. 복관식은 온수 공급관과 환수관이 구분되어 있으므로 각 방열기에 공급되는 온수의 온도가 일정하다. 따라서 온수의 순환이 확실히 이루어지며, 다른 방열기에 영향을 주지 않으므로 대규모 난방에 많이 이용된다. (4) 귀환관의 배관방법에 따른 분류 직접 귀환방식과 역귀환 방식이 있다. 직접 귀환방식은 귀환 온수를 가자 짧은 거리로 순환할 수 있도록 배관하는 형식으로 각 방열기에 이르는 배관 길이가 다르므로 마찰저항으로 인하여 온수의 순환율이 다르게 된다. 이에 반해 역귀환 방식은 동일한 층에서 뿐만 아니라 각 층간에도 각 방열기에 이르는 배관에서의 순환율을 갖도록 하기 위하여 대부분 채택하고 있다. 배관 길이가 길어지고 마찰 저항이 증대하지만 건물내 모든 실의 온도를 동일하게 할 수 있는 이점이 있다.

출처 : 건축설비 SHOP-DWG

글쓴이 : 전정섭 원글보기

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