코일 동결 위험 점검기 HVAC
새벽 6시에 동결방지 온도조절기가 트립했습니다. 정상 동작이었을까요?
입력란에는 예제가 미리 채워져 있습니다. 확인하려는 값으로 수정하세요.
입력
유량 상태는 의도적으로 범주형으로 구분합니다. 코일의 회로 구성을 모르면 GPM만으로 튜브 유속을 계산할 수 있으므로 이 페이지는 ft/s 값을 지어내지 않습니다. 중요한 것은 물이 어떤 유동 영역에 놓였는지입니다.
출력
위험 요인
계산 예
1월 새벽 6시에 동결방지 온도조절기가 트립했습니다. 는 5 °F, 회기(RA)는 70 °F이며 트렌드에는 회기 댐퍼 링크가 절반에서 고착되어 혼합상자가 외기 50 %로 운전 중이라고 나옵니다.
- 혼합공기 온도를 구합니다.
MAT = 50 % × 5 + 50 % × 70 = 37.5 °F. - 유체 기준과 비교합니다. 물의 동결점은
32 °F이므로
여유도 = 37.5 − 32 = 5.5 °F입니다. - 온도조절기 설정값은 38 °F이고 혼합공기 온도는 그보다 낮습니다. 온도조절기는 정상적으로 트립했습니다. 여기서 트립은 보호 기능이 작동한 결과입니다. 찾아야 할 문제는 안전장치가 아니라 댐퍼 링크입니다.
- 이제 유체를 프로필렌 글리콜 30 %로 바꾸면 동결점은
8 °F로 낮아지고 여유도는
37.5 − 8 = 29.5 °F로 커집니다. 튜브는 보호되지만 온도조절기는 여전히 트립합니다. 온도조절기는 유체가 아니라 공기를 감지하기 때문입니다. 글리콜은 튜브를 보호하지만 트립을 줄이지 않습니다. 반복되는 트립은 혼합 또는 설정값 문제입니다.
계산된 는 공기조화기(AHU) 학습 자료의 혼합상자 계산에서 사용하는 단순 가중평균입니다. 습도, , 질량 가중 공기 흐름까지 포함한 전체 습공기 혼합은 혼합공기 온도 계산기에서 계산하세요.
동결점과 파열점
동결점은 얼음 결정이 처음 생겨 혼합물이 슬러시로 변하기 시작하는 온도입니다. 파열점은 이보다 훨씬 낮습니다. 슬러시는 여전히 흐르면서 팽창을 흡수하므로 튜브는 동결점보다 훨씬 낮은 온도까지 견디다가 파열 정격 부근에서 갈라집니다. 이 간격이 파열 방지의 핵심입니다. 30 % 혼합액이 든 정지 코일은 겨울 내내 0 °F 공기에 노출되어도 갈라지지 않을 수 있습니다. 하지만 이는 운전 조건이 아닙니다. 흐르는 슬러시는 유로를 막고 용량을 잃게 합니다.
| 혼합비(체적 기준) | 동결점(°F) | 파열점(°F) |
|---|---|---|
| 물 | 32 | 32 |
| 에틸렌 글리콜 10 % | 26 | 23 |
| 에틸렌 글리콜 20 % | 18 | 8 |
| 에틸렌 글리콜 30 % | 7 | −14 |
| 에틸렌 글리콜 40 % | −10 | −60 |
| 에틸렌 글리콜 50 % | −34 | −60 미만 |
| 프로필렌 글리콜 10 % | 26 | 22 |
| 프로필렌 글리콜 20 % | 19 | 11 |
| 프로필렌 글리콜 30 % | 8 | −18 |
| 프로필렌 글리콜 40 % | −6 | −60 미만 |
| 프로필렌 글리콜 50 % | −28 | −60 미만 |
체적비로 혼합한 억제제 함유 글리콜의 일반적인 값입니다. 제품별 조성에 따라 1~2도 차이가 나며, 실제 순환계통은 물을 보충하면서 농도가 낮아집니다. 유체 제조사의 차트를 기준으로 삼고 실제 순환계통의 굴절계 측정값을 최종 근거로 사용하세요. 글리콜은 갤런당 운반 열량도 줄입니다. 바로 이 때문에 수측 부하 계산기는 물만 지원합니다.
증기 코일이 파열되는 이유
경부하에서 비례제어 증기 밸브를 조이면 코일 압력이 대기압 아래로 내려갑니다. 진공 때문에 응축수가 튜브에 머물고, 압력차가 응축수를 붙잡고 있으므로 스팀 트랩도 배출하지 못합니다. 여기에 영하의 공기가 코일 전면을 지나면 파열이 발생합니다. 해결책은 튜닝이 아니라 배관과 구성에 있습니다. 저압에서 코일이 배수되게 하는 정상 작동 진공 브레이커, 충분한 용량의 스팀 트랩으로 이어지는 적절한 드립 레그, 그리고 결빙 공기에 노출되는 코일이라면 페이스 앤드 바이패스 댐퍼를 갖춘 2위치 밸브가 필요합니다. 이 구성은 제어 대상을 공기측으로 옮겨 코일 전체의 압력과 온도를 최대 상태로 유지합니다.
트렌드는 정상인데 코일이 파열되는 이유
이 페이지에서 계산하는 는 평균값입니다. 혼합하지 못하고 층을 이루는 혼합상자는 플레넘 하부에 평균보다 10–20 °F 낮은 차가운 공기층을 만듭니다. 이 때문에 트렌드가 정상이어도 코일이 파열되고, 동결방지 온도조절기의 감지부를 코일 전면 전체에 지그재그로 설치합니다. 이 온도조절기는 평균이 아니라 모세관에서 가장 차가운 지점에 트립합니다. 또한 단일 지점 센서는 이 모든 상황을 제대로 나타내지 못할 수 있습니다. 평균 감지소자와 정확한 댐퍼 계산이 대응책입니다.
일반적인 보호 계층은 대략 다음 순서입니다. 각 계층은 코일 동결 방지 학습 자료에서 자세히 설명합니다. 이 자료에서는 추운 날 손으로 계산한 혼합공기 온도가 실제보다 높게 나오는 이유도 살펴봅니다. 오차는 약 1.9 °F이며, 이는 최소 외기 비율이 20 %이고 외기가 0 °F일 때의 값입니다. 체적 비율로 계산하면 질량 기준의 외기 비율을 실제보다 작게 잡기 때문입니다.
- 동결방지 온도조절기 하드 트립 — 사람이 확인한 뒤에야 팬이 다시 가동되도록 수동 복귀 방식을 사용합니다. 자동 복귀 방식은 코일이 계속 얼어 가는 동안 팬을 밤새 반복 운전합니다.
- 저온한계 오버라이드 — 냉방 로직의 요구와 관계없이 혼합공기 온도가 낮아지면 댐퍼를 최소 위치 쪽으로 구동합니다. 외기냉방 학습 자료에서는 이를 의 하한으로 설명합니다.
- 동결 시 펌프 운전 / 트립 시 밸브 열림 — 온도조절기가 트립하는 즉시 코일에 열을 공급하고 물을 순환시킵니다.
- 파열 방지 농도의 글리콜 — 겨울 동안 열원이 없어 구제할 수 없는 정지 냉수 코일에 적용합니다.
- 완전히 사용하지 않는 코일은 배수 — 빈 코일은 파열되지 않습니다.
- 겨울철 안전 최소 개도 — 계산한 를 충분히 높게 유지하는 최소 외기 비율을 계산으로 정해 일반 운전 조건이 위의 위험 구간에 접근하지 않게 합니다.
이 판정이 의미하는 것과 의미하지 않는 것을 구분하세요. 이 페이지는 동결 가설이 타당한지 확인하고 고장 형태를 학습하며 보호 설계를 다시 검토하는 데 사용합니다. 그 자체가 보호장치는 아닙니다. 층상화, 코일 회로 구성 또는 센서가 놓친 차가운 모서리를 감지할 수 없으며, 안전하다는 판정이 위 보호 계층을 생략할 근거가 될 수 없습니다. 판단이 틀렸을 때 튜브가 파열될 수 있다면 계산기가 아니라 동결방지 온도조절기, 글리콜, 제조사 요구사항을 따르세요.