고온수 난방 가압방식

정의

고온수 난방 가압방식은 설계 온도의 포화압력 이상으로 배관계 압력을 유지하는 방식이다.

물은 대기압에서 100℃에서 끓지만, 고온수 난방은 120℃ 이상의 물을 순환시킨다.

압력이 부족하면 물이 증기로 바뀌어 소음, 수격, 펌프 손상이 생긴다.

가압이 필요한 이유

가압이 필요한 이유는 크게 세 가지다.

첫째는 비등 방지다. 어느 지점이든 압력이 포화압력보다 낮아지면 물이 증기로 바뀐다.

둘째는 펌프 흡입압 확보다. 흡입측 압력이 낮으면 캐비테이션과 베이퍼 바인딩이 생긴다.

셋째는 체적 팽창 흡수다. 팽창탱크가 팽창분을 받는다.

가압의 핵심은 비등 방지와 펌프 흡입압 확보다.

포화압력과 온도

포화압력은 일정 온도에서 물과 증기가 공존하는 압력이다.

온도가 올라갈수록 필요한 압력이 급격히 커진다. 표로 확인한다.

120℃에서는 약 0.2MPa(절대압), 150℃에서는 약 0.48MPa(절대압)이다.

그래서 설정 압력은 최고 운전 온도의 포화압력 이상으로 정한다.

가스정압방식 구성

가스정압방식은 밀폐 팽창탱크에 질소를 봉입해 계통 압력을 유지하는 방식이다.

열원기에서 만든 고온수가 부하를 거쳐 순환펌프로 되돌아온다.

팽창탱크는 물의 팽창분을 질소 가스 쿠션으로 흡수한다.

가스 압력조절기는 가스가 줄면 보충해 설정 압력을 지킨다.

과압이 걸리면 안전밸브가 압력을 방출한다.

계산 예: 최소 계통압

수온 150℃ 계통의 최소 계통압을 계산해 본다.

150℃ 포화압력은 0.476MPa 절대압이다.

게이지압은 절대압에서 대기압 0.101MPa을 뺀 값이다.

따라서 0.476 − 0.101 = 0.375MPa 게이지압이다.

계통 최저압은 이 값 이상으로 두고, 설계 여유를 더해 설정한다.

가스정압과 펌프 정압 비교

가스정압방식과 펌프 정압방식을 비교해 본다.

가스정압방식은 가스 압력이 계통 압력을 직접 정하고, 펌프 정압방식은 가압펌프 토출압으로 정한다.

개방식 팽창탱크는 대기에 열려 있어 고온수 난방에 부적합하다.

밀폐 탱크는 격막식을 쓰면 가스 손실이 적어 보충 빈도가 낮다.

시험 포인트와 정리

고온수 가압방식의 시험 포인트를 정리한다.

판정 기준은 최고 지점 압력이 포화압력 이상인지 여부다.

흔한 실수는 고온수를 일반 온수 기준으로 설계하는 것이다.

답안은 가압 원리를 먼저 쓰고 수치를 붙이는 순서가 좋다.