히트펌프 난방시스템의 물은 온도가 올라가면 부피가 팽창합니다. 밀폐된 배관 안에서 팽창한 물을 받아줄 공간이 없으면 압력이 상승하고 안전밸브가 작동하거나 배관과 장비에 부담이 발생할 수 있습니다.
팽창탱크는 난방수의 부피변화를 흡수하고 시스템 압력을 안정적으로 유지하는 설비입니다.
팽창탱크란?
팽창탱크 내부에는 물과 공기 또는 질소를 분리하는 고무막이 있습니다.
난방수가 가열되어 부피가 증가하면 팽창한 물이 탱크로 들어가고 내부 공기가 압축됩니다.
시스템이 식어 물의 부피가 줄면 탱크에 들어갔던 물이 다시 배관으로 돌아갑니다.
난방수가 가열되면 발생하는 변화
물은 온도가 올라가면 부피가 증가합니다.
배관과 바닥난방 코일, 히트펌프 열교환기, 축열탱크에 들어 있는 물이 모두 팽창합니다.
밀폐형 시스템에서는 팽창한 물이 빠져나갈 공간이 없기 때문에 팽창탱크가 반드시 필요합니다.
전체 시스템 수량 확인
팽창탱크 용량을 계산하려면 시스템에 들어 있는 전체 물의 양을 알아야 합니다.
축열탱크 수량뿐 아니라 히트펌프 내부, 바닥난방 배관, 헤더, 분배기와 연결배관의 물을 모두 포함해야 합니다.
배관 길이와 지름을 이용하면 대략적인 수량을 계산할 수 있습니다.
최저수온과 최고수온 설정
물의 온도 변화가 클수록 팽창량도 증가합니다.
시스템이 정지한 상태에서 10도였던 물을 40도까지 가열하는 경우와 70도까지 가열하는 경우는 팽창량이 다릅니다.
실제 운전에서 예상되는 최저수온과 최고수온을 기준으로 계산해야 합니다.
부동액이 섞인 시스템은 혼합비에 따라 팽창률이 달라질 수 있습니다.
초기 충전압력 확인
팽창탱크 내부 공기 또는 질소의 초기압력은 시스템 정수압에 맞게 설정해야 합니다.
기계실과 가장 높은 난방배관 사이의 높이가 클수록 필요한 초기압력도 높아집니다.
초기압력이 지나치게 낮거나 높으면 탱크의 실제 사용 가능한 용량이 줄어듭니다.
최고 허용압력과 안전밸브
난방시스템에는 과도한 압력을 배출하는 안전밸브가 설치됩니다.
팽창탱크는 시스템 압력이 안전밸브 설정압력에 도달하지 않도록 충분한 용량을 가져야 합니다.
정상 운전압력과 최고압력 사이에 적절한 여유를 두고 계산해야 합니다.
팽창탱크가 작을 때 나타나는 증상
팽창탱크가 너무 작으면 난방을 시작할 때 압력이 빠르게 상승합니다.
안전밸브에서 물이 반복적으로 배출되고 시스템이 식으면 압력이 지나치게 낮아질 수 있습니다.
사용자가 압력이 떨어질 때마다 물을 보충하면 배관 내부로 산소가 유입되어 부식이 증가할 수 있습니다.
팽창탱크 고장 확인 방법
내부 고무막이 손상되면 탱크에 물이 가득 차고 팽창량을 흡수하지 못합니다.
공기주입구에서 물이 나오거나 탱크를 두드렸을 때 전체가 물로 찬 느낌이 들면 고무막 파손을 의심할 수 있습니다.
초기 충전압력이 빠진 경우에도 탱크가 정상적으로 작동하지 않습니다.
적정 용량 선정 기준
팽창탱크는 전체 시스템 수량, 온도 상승폭, 초기압력, 최고 허용압력을 이용해 계산합니다.
계산결과보다 일정한 여유를 둔 제품을 선택하지만 무조건 큰 탱크를 설치할 필요는 없습니다.
정확한 전체 수량을 알기 어렵다면 설비업체에 배관길이와 축열탱크 용량, 운전온도와 압력조건을 제공해 계산을 요청하는 것이 좋습니다.
팽창탱크는 작은 부품처럼 보이지만 시스템 압력과 안전을 유지하는 핵심 설비입니다.