복사 바닥 난방의 파이프 옵션 이해

몇 년 전 고등학교 과학 선생님이 우리 반에 다음과 같은 질문을 했습니다. 기온이 20도인 날 밖에 나무 조각과 쇠막대가 놓여 있다면 어느 것이 더 따뜻할까요? 학생들이 그 불가해한 질문에 대해 깊이 생각하는 동안 나는 "무슨 문제가 있지?"라고 궁금해하며 앉아 있었습니다.

항상 문제가 있습니다. 그랜트의 무덤에 누가 묻혀 있는지 묻는 것과 같습니다. 답은 질문 속에 있었습니다.

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열정적인 17세 학생들 중에는 강철 막대가 더 차갑다는 데 다른 사람들과 동의하면서 1등을 위해 경주하는 사람들이 있었습니다. 물론 그 질문에 대한 답은 그때나 지금이나 똑같습니다. 사실 두 물체의 온도는 같습니다.

문제는 어느 쪽이 더 따뜻하느냐가 아니라 어느 쪽이 더 따뜻하게 느껴지느냐였습니다. 둘 다 같은 조건의 실외에 있었기 때문에 온도도 같아야 했습니다. 그러나 강철은 전도성이 더 높기 때문에 더 차갑게 느껴질 것입니다. 즉, 나무보다 더 빨리 에너지를 우리 손에서 멀리 이동시킵니다.

복사 바닥 난방 분야에서 복사 바닥 설치에 사용되는 파이프 옵션 간의 차이점을 논의할 때 비슷한 오해를 발견했습니다. 특히 PEX가 EPDM보다 효율적인지에 대한 의문이 제기됩니다. PEX는 더 낮은 유체 온도를 사용하므로 일부에서는 PEX 분배 시스템이 더 효율적이라고 말할 수도 있습니다. 그러나 하나의 파이프 옵션이 정말 더 효율적일까요?

이에 답하려면 복사 바닥을 통해 열이 어떻게 전달되는지 이해해야 합니다. 믿거나 말거나, 모든 열이 동일하게 생성되거나 분배되는 것은 아닙니다. 가열 방법에는 대류, 전도, 복사의 세 가지가 있습니다.

대류성 시스템은 일반적으로 팬과 같은 기계적 수단을 통해 한 위치에서 다른 위치로 이동하기 위해 매체(일반적으로 공기)에 의존합니다. 순환수식 시스템에서는 공기가 물로 교체되고 팬이 순환기로 교체됩니다. 물은 보일러의 열 에너지를 복사 구역으로 이동시킵니다. 많은 분들이 알고 계시겠지만, 어쨌든 말씀드리고 싶은 것은 물은 공기보다 전도성이 몇 배 더 뛰어나고 공기보다 에너지를 이동할 수 있는 능력이 몇 배 더 크다는 것입니다.

전도성 전달은 온도가 다른 두 물체가 접촉하는 경우입니다. 더 따뜻한 물체는 접촉 영역을 통해 더 차가운 물체에 열 에너지를 전달합니다. 앞서 언급한 강철 기둥을 잡은 손을 생각해 보십시오. 전도성이 더 높은 극은 열이 손에서 빨리 빠져나가게 하여 더 추운 느낌을 줍니다. 복사 시스템에서는 복사 튜브가 바닥재나 바탕바닥과 접촉하는 모든 곳에서 전도가 발생합니다. 어떤 경우에는 열 전달판의 도움을 받아 전도가 발생합니다.

광점 전달은 따뜻한 물체가 에너지 파동을 통해 더 차가운 물체에 에너지를 방출하는 경우입니다. 이에 대한 좋은 예는 지역 드라이브스루에서 감자튀김 바구니 위에 걸려 있는 열 램프입니다. 더 뜨거운 램프는 신선한 감자튀김을 뜨겁게 유지합니다. 복사열과 관련하여 기억해야 할 핵심 문구는 열이 뜨거운 곳에서 차가운 곳으로 이동한다는 것입니다.

스포츠 비유를 좋아한다면 팀워크라는 세 가지 방법 모두 복사 바닥 시스템을 작동시키는 데 사용됩니다. 열 전달 메커니즘을 설명하는 데 도움이 되도록 다음 예를 살펴보겠습니다. 일반적인 20 x 20피트 규모의 방의 가열 강도는 25Btuh/제곱피트이고 원하는 실내 온도는 70°F입니다. 우리의 계산에 따르면 바닥 표면 온도가 80°F 미만이면 방이 우리의 설계 열 부하를 충족하지 못하는 것으로 나타났습니다.

이 경우 바닥은 복사 패널이며 온도가 80°F로 상승했기 때문에 에너지를 실내로 전달합니다(더운 곳이 차가운 곳으로 이동한다는 점을 기억하세요). 바닥재가 무엇인지가 중요합니까? 아니요, 방의 관점에서는 아닙니다. 방이 관심을 갖는 모든 것은 적절한 온도의 표면을 갖는 것입니다. 바닥재가 방의 열 손실에 영향을 미치나요? 다신 안 돼. 방의 열 손실은 전체 구조(벽 R 값, 창 면적, 노출된 벽 길이 등)에 따라 결정됩니다. 이 경우 방의 하중은 25 Btuh/평방피트이고 바닥 표면은 80°F 여야 합니다. 바닥재와 상관없이 온도.