하이드로닉스

Hydronics

수성(hydro-onics, "물"이라는 뜻)은 냉난방 시스템에서 액체 물이나 기체 물(증기) 또는 물 용액(일반적으로 물이 있는 글리콜)을 열전달 매체로 사용하는 것이다. 그 명칭은 그러한 시스템을 석유 및 증기 시스템과 구별한다.[clarification needed] 역사적으로, 고층 건물과 캠퍼스 시설과 같은 대규모 상업용 건물에서는 난방과 냉방 모두를 제공하기 위해 냉수 루프와 가열수 루프를 둘 다 포함할 수 있다. 냉각기와 냉각탑은 별도로 또는 함께 수냉을 제공하는 수단으로 사용되며 보일러는 물을 가열한다. 최근의 혁신은 주택과 소규모 상업 공간에 효율적인 형태의 HVAC를 제공하는 냉각기 보일러 시스템이다.

산업 환경에서 온기를 유지하기 위해 사용되는 전자 팬 유닛 히터. 팬은 뜨거운 글리콜을 운반하는 파이프로 하우징 둘레에 있는 열 교환기를 통해 냉각되고 주변 공기를 끌어내어 중앙으로 배출한다.

지역난방

주요 기사: 지역난방

많은 대도시에는 지하 배관을 통해 공개적으로 이용 가능한 고온의 온수와 냉각수를 제공하는 지역 난방 시스템이 있다. 서비스 구역의 건물은 사용료 지불 시 이것과 연결될 수 있다.

순환수계통 유형

기본형식

전자 시스템은 두 가지 기본 유형으로 구성된다.

  • 뜨거운물
  • 냉수

분류

수성 시스템은 다음과 같은 5가지 방법으로 분류된다.

  • 흐름 생성(강제 흐름 또는 중력 흐름)
  • 온도(낮음, 중간, 높음)
  • 가압(낮음, 중간, 높음)
  • 배관 배치
  • 펌핑배열
눈 녹는 수성전자

배관 배치

순환수 시스템은 다음과 같은 몇 가지 일반 배관 배치 범주로 나눌 수 있다.

  • 단일 또는 단일 파이프
  • 파이프 스팀 2개(직접 리턴 또는 역 리턴)
  • 삼파이프
  • 포파이프
  • 직렬 루프

단파이프 증기

단일관 증기 라디에이터

가장 오래된 현대식 수전 가열 기술에서는 단일 파이프 증기 시스템이 수증기가 열을 포기하고 다시 물로 응축되는 복사기에 수증기를 전달한다. 라디에이터와 증기 공급 파이프는 중력이 증기 공급 배관을 통해 보일러로 다시 한 번 증기로 전환되어 라디에이터로 되돌아갈 수 있도록 투척된다.

그것의 이름에도 불구하고, 방열기는 주로 방사선으로 방을 데우지 않는다. 라디에이터가 올바르게 배치되면 방 안에 공기 대류 전류가 생성되어 주 열 전달 메커니즘을 제공한다. 최상의 결과를 위해 증기 라디에이터는 벽에서 1~2인치 이상 떨어져서는 안 된다는 것이 일반적으로 합의되어 있다.

단일 배관 시스템은 대량 증기를 전달하는 능력(즉,[citation needed] 열)과 개별 방사기로[citation needed] 증기의 흐름을 제어하는 능력(증기 공급 트랩을 닫기 때문에)이 모두 제한된다. 이러한 한계 때문에, 단일 파이프 시스템은 더 이상 선호되지 않는다.

이러한 시스템은 가열된 구역 전체에 걸쳐 방사기에 위치한 자동 온도 조절식 공기 환기 밸브의 적절한 작동에 의존한다. 시스템을 사용하지 않을 때 이러한 밸브는 대기에 개방되며, 방사기와 파이프에는 공기가 포함되어 있다. 난방 주기가 시작되면 보일러는 증기를 생성하여 시스템의 공기를 팽창시키고 대체한다. 공기는 방사기와 증기 파이프의 공기-벤팅 밸브를 통해 시스템을 빠져나간다. 자동온도조절 밸브는 뜨거워지면 닫힌다. 가장 일반적인 종류에서는 밸브 안에 있는 소량의 알코올의 증기 압력이 밸브를 작동시키고 증기가 라디에이터에서 빠져나가지 못하도록 하는 힘을 발휘한다. 밸브가 냉각되면 공기는 응축 증기를 대체하기 위해 시스템으로 들어간다.

일부 더 현대적인 밸브는 더 빠르고 더 느린 배기가 가능하도록 조정할 수 있다. 일반적으로 보일러에서 가장 가까운 밸브는 가장 느린 속도로, 보일러에서 가장 멀리 떨어진 밸브는 가장 빠른 속도로 환기해야 한다.[citation needed] 이상적으로는 증기가 각 밸브에 도달하여 모든 밸브를 동시에 닫아야 시스템이 최대 효율로 작동할 수 있다. 이 상태를 "균형" 시스템이라고 한다.[citation needed]

2파이프 증기 시스템

2파이프 증기 시스템에는 응축수를 위한 복귀 경로가 있으며, 중력에 의한 흐름뿐만 아니라 펌프도 포함될 수 있다. 개별 방사기로의 증기 흐름은 수동 또는 자동 밸브를 사용하여 조절할 수 있다.

2파이프 직송 시스템

리턴 파이프는 이름에서 알 수 있듯이 보일러로 돌아가는 가장 직접적인 경로를 취한다.

이점

대부분(전부는 아님)의 리턴 배관 및 리턴 배관은 분리되어 있다.

단점들

이 시스템은 공급 라인이 리턴 길이와 달라 균형을 맞추기가 어려울 수 있으며, 보일러에서 열전달 장치가 더 멀어질수록 압력 차이가 더 뚜렷하게 나타난다. 이 때문에 분배 배관 압력 강하를 최소화하고, 평평한 헤드 특성을[when defined as?] 가진 펌프를 사용하고, 각 단자 또는 분기 회로의 밸런싱 및 유량 측정 장치를 포함하며, 단자에서는 헤드 손실이[when defined as?] 높은 제어 밸브를 사용하는 것이 항상 권장된다.

2파이프 역회전 시스템

'3파이프 시스템'이라고도 불리는 2파이프 역회수 구성은 보일러로 물이 돌아오는 방식에서 2파이프 시스템과 다르다. 2파이프 시스템에서는 일단 물이 첫 번째 라디에이터를 빠져나가면 보일러로 돌아가 재가열하는 방식으로, 두 번째와 세 번째 등이 있다. 리턴 파이프는 2-파이프 리턴을 통해 시스템의 마지막 라디에이터로 이동한 후 다시 가열할 보일러로 돌아간다.

이점

2파이프 리버스 리턴 시스템의 장점은 각 라디에이터에 연결되는 파이프가 거의 동일하다는 것이며, 이는 각 라디에이터의 물의 흐름에 대한 마찰저항이 동일하다는 것이다. 이것은 시스템의 균형을 쉽게 맞출 수 있다.

단점들

설치자나 수리 담당자는 모든 시스템이 적절한 테스트 없이 자체 균형 조정되고 있다고 믿을 수 없다.

워터 루프

현대식 시스템은 거의 항상 증기보다 가열된 물을 사용한다. 이것은 에어컨을 제공하기 위해 냉수를 사용할 수 있는 가능성을 열어준다.

가정에서 워터루프는 한 구역의 모든 라디에이터를 통과하는 흐름을 "루프"하는 단일 파이프처럼 간단할 수 있다. 그러한 시스템에서는 모든 물이 구역의 모든 라디에이터를 통해 흐르기 때문에 개별 라디에이터로의 흐름을 조절할 수 없다. 약간 더 복잡한 시스템은 구역 주위로 중단 없이 흐르는 "주" 파이프를 사용한다. 개별 복사기는 주 파이프 내 흐름의 작은 부분을 두드린다. 이러한 시스템에서는 개별 방사선을 변조할 수 있다. 또는 여러 개의 라디에이터가 있는 여러 개의 루프를 설치할 수 있으며, 각 루프 또는 구역의 흐름은 서모스탯에 연결된 구역 밸브에 의해 제어된다.

대부분의 물 시스템에서 물은 하나 이상의 순환기 펌프를 통해 순환된다. 이는 증기의 고유 압력이 증기를 시스템의 먼 지점으로 분산시키기에 충분한 증기 시스템과 현저한 대조를 이룬다. 시스템은 다중 순환기 펌프 또는 단일 펌프 및 전기 작동 구역 밸브를 사용하여 개별 난방 구역으로 분할될 수 있다.

효율성 및 운영 비용 향상

절연 제품의 도입으로 수전 가열 시스템의 효율성과 운영비가 상당히 개선되었다.

라디에이터 패널 시스템 파이프는 열 절연을 위해 설계된 유연하고 경량 탄성 탄성 고무 재질로 덮여 있다. 슬래브 가열 효율은 폼으로 구성된 열 차단기 설치로 개선된다. 현재 시장에는 에너지 등급과 설치 방법이 다른 많은 제품들이 출시되고 있다.

밸런싱

대부분의 수소전기 시스템은 균형을 맞춰야 한다. 여기에는 시스템에서 최적의 에너지 분배를 달성하기 위해 흐름을 측정하고 설정하는 작업이 포함된다. 균형 잡힌 시스템에서는 모든 라디에이터가 완전히 가열될 수 있을 만큼 충분한 온수를 공급한다.

보일러수처리

주거용 시스템은 보통 수돗물을 사용할 수 있지만, 정교한 상업용 시스템은 종종 시스템 물에 다양한 화학물질을 첨가한다. 예를 들어 다음과 같은 추가 화학물질이 있을 수 있다.

공기제거

모든 수소전기 시스템은 시스템에서 공기를 제거하기 위한 수단이 있어야 한다. 적절히 설계되고 공기가 없는 시스템은 수년간 정상적으로 작동해야 한다.

공기는 자극적인 시스템 소음을 야기할 뿐만 아니라 순환 유체와의 적절한 열 전달을 방해한다. 또 허용치 이하로 줄이지 않으면 물에 녹아 있는 산소가 부식을 일으킨다. 이 부식은 배관 위에 녹과 스케일을 발생시킬 수 있다. 시간이 지남에 따라 이러한 입자들은 느슨해지고 파이프 주위를 돌 수 있으며, 흐름을 감소시키거나 심지어 펌프 씰과 기타 구성 요소를 손상시킬 수 있다.

워터루프 시스템

물 루프 시스템도 공기 문제를 경험할 수 있다. 순환수루프 시스템 내에서 발견되는 공기는 다음과 같은 세 가지 형태로 분류될 수 있다.

자유 공기

수동 및 자동 공기 환기구와 같은 다양한 장치를 사용하여 시스템 전체에서 높은 지점까지 부동하는 자유 공기를 처리한다. 자동 환기구에는 부유물로 작동하는 밸브가 들어 있다. 공기가 있으면 플로트가 떨어져 밸브가 열리고 공기가 빠져나갈 수 있다. 물이 밸브에 닿으면(fills) 플로트가 올라오면서 물이 빠져나가는 것을 막는다. 구형 시스템에 있는 이러한 밸브의 소형(국내) 버전에는 슈레이더형 공기 밸브 피팅이 장착되어 있는 경우가 있으며, 공기가 아닌 물이 나오기 시작할 때까지 끼인 압축 공기는 밸브 스템을 수동으로 눌러 밸브에서 블리딩할 수 있다.

막힘 공기

유입된 공기는 물과 같은 속도로 배관 안을 돌아다니는 기포다. 에어 "스쿠프"는 이러한 종류의 공기를 제거하려는 제품의 한 예다.

용해 공기

용해된 공기는 시스템 물에도 존재하며 양은 주로 들어오는 물의 온도와 압력(헨리 법칙 참조)에 의해 결정된다. 평균적으로 수돗물은 용해된 공기를 부피별로 8-10% 함유하고 있다.

용해, 자유, 밀폐된 공기의 제거는 시스템에서 공기를 지속적으로 차단하는 병합 매체를 포함하는 고효율 공기 제거 장치를 통해서만 달성할 수 있다. 접선식 또는 원심식 공기 분리기는 자유공기와 내부공기의 제거에만 국한된다.

열팽창 수용

물은 열을 가하면 팽창하고 식으면 수축한다. 워터루프 유압 시스템은 이 다양한 양의 작동 유체를 수용하기 위해 시스템에 하나 이상의 팽창 탱크를 가지고 있어야 한다. 이러한 탱크는 압축 공기로 가압된 고무 다이어프램을 사용하는 경우가 많다. 팽창 탱크는 추가적인 공기 압축에 의해 팽창된 물을 수용하며 예상되는 유체 부피의 변화 전반에 걸쳐 시스템의 압력을 대략적으로 일정하게 유지하도록 돕는다. 대기압에 개방된 간단한 시스터도 사용된다.

자동 채우기 메커니즘

수전계통은 보통 급수(공용수 공급 등)에 연결되어 있다. 자동 밸브는 시스템의 물의 양을 조절하고 또한 시스템 물(및 모든 정수 처리 화학 물질)이 급수로 역류하는 것을 방지한다.

안전 메커니즘

과도한 열 또는 압력으로 인해 시스템이 고장날 수 있다. 배관, 라디에이터 또는 보일러의 치명적인 파열을 허용하기 보다는 일부 메커니즘(보일러 온도 제어 등)이 고장 났을 때 증기 또는 물이 대기 중으로 방출되도록 시스템에 최소한 하나의 조합의 과열 및 과압 완화 밸브를 항상 장착한다. 릴리프 밸브에는 보통 수동 작동 핸들이 있어 다른 정상 작동 조건에서 밸브가 누출될 수 있는 오염물질(예: 그릿)의 시험과 플러싱을 허용한다.

제어 장치가 표시된 일반적인 개략도

기호

참고 항목

참조

외부 링크