熱源は1つ、端子は2つ：床暖房が温まらないのはなぜですか？
空気から水へのヒートポンプ システムでは、両方の役割を果たします。床暖房とファンコイル、最も一般的な苦情の 1 つは次のとおりです。
「ヒートポンプが作動していて出てくる水は熱いのですが、床暖房ではまだ部屋を適切に暖めることができません。」
この問題のトラブルシューティングを行う場合、多くの人は直ちにヒートポンプの容量不足を疑います。
ただし、ヒートポンプは十分な熱を生成している可能性があります。
実際の問題はもっと単純です。
温水システムが十分な水を循環していません。
不十分な水流は、空水ヒートポンプや床下暖房システムで最も一般的な水力学的問題の 1 つです。パイプのサイズが小さすぎる、過度の圧力降下、継手の数が多すぎる、取り付けが不十分、ポンプの選択が間違っている、ポンプの位置が不適切、またはシステムのアーキテクチャが不適切であることが原因である可能性があります。
で「1 つの熱源、2 つの端子」トラブルシューティング シリーズのパート 5では、不十分なシステム フローが UFH パフォーマンスにどのような影響を与えるか、エンジニアが問題を診断する方法について説明します。
温水暖房システムは、循環する水を通じて熱を伝達します。
基本的な関係は次のとおりです。
どこ：
Q= 熱伝達率
ṁ= 水の質量流量
CP= 水の比熱容量
ΔT= 供給水と戻り水の温度差
水を使用した実際の HVAC 計算については、次のとおりです。
したがって：
この方程式は重要な原則を説明しています。
暖房能力だけでは熱供給が保証されません。また、システムは、その熱を端末に輸送するのに十分な水流を提供する必要があります。
空気から水へのヒートポンプが次のことを実現していると仮定します。
暖房能力20kW
設計上の供給/戻り温度差は次のとおりです。
5℃
必要な流量はおよそ次のとおりです。
したがって、温水システムは次のように循環できる必要があります。
3.4m3/h
実際のシステム抵抗の下で。
配管とポンプが 2.0 m3/h しか供給できない場合、次のように言うだけでは問題を解決できません。
「ヒートポンプは20kWなので十分でしょう。」
熱は発生源で発生する可能性がありますが、床に効果的に輸送することはできません。
これは重要な違いです。
循環ポンプを選択する場合、エンジニアは次の両方を考慮する必要があります。
システム内を循環する必要がある水の量。
通常、次のように表現されます。
m3/h
L/分
L/秒
その流量でポンプが克服しなければならない油圧抵抗の大きさ。
通常、次のように表現されます。
水柱メートル
kPa
ポンプは理論的には低抵抗下で十分な流量を提供できますが、実際のシステムに接続すると必要な流量を達成できなくなります。
したがって、公称流量だけに従ってポンプを選択するだけでは十分ではありません。
次の点で必要な操作点を見つける必要があります。
ポンプ曲線 × システム抵抗曲線
非常に一般的な問題は、主配水管が小さすぎることです。
設置者は、次の計算を行わずに、複数のマニホールドを 1 つのメイン パイプに接続する場合があります。
全体的な設計フロー。
水の速度。
圧力損失;
同時動作需要。
同等のパイプ長さ。
小さなパイプ内での流れが増加すると、水の速度が増加します。
同時に、圧力損失も急速に増加します。
これにより、次のような結果が生じる可能性があります。
高抵抗 → 流量の減少 → 不十分な熱伝達 → コールド UFH ゾーン
これは、大きな住宅や多階建ての建物では特に重要です。
設置者は次のように言うことがあります。
「通常、床暖房にはこのサイズのパイプを使用しています。」
それは十分な工学的根拠ではありません。
メインパイプのサイズは、実際の油圧要件に基づいて決定する必要があります。
専門的な計算では、次のことを考慮する必要があります。
必要な暖房能力
↓
設計ΔT
↓
必要な水量
↓
パイプ径
↓
水の速度
↓
パイプの摩擦損失
↓
継手とバルブ
↓
総圧力損失
↓
ポンプの選択
これらの計算を省略することは、一部のシステムが小規模なプロジェクトではうまく機能しても、同じ設置方法をより大きな建物にコピーすると失敗する理由の 1 つです。
よくある間違いは、真っ直ぐなパイプの長さだけを計算することです。
実際のシステム抵抗は以下からも得られます。
肘。
ティー;
バルブ;
ストレーナー。
逆止弁。
多様体。
熱交換器。
バッファタンク。
制御弁;
減速機。
その他の付属品。
これらのコンポーネントが作成するのは、局所的な圧力損失。
したがって：
エンジニアは多くの場合、継手を相当パイプ長さ簡略化された計算用。
たとえば、90 度の鋭いエルボは、緩やかに方向を変えるよりもかなり大きな抵抗を生み出します。
このため、優れた温水工学設計では、不必要な取り付けや突然の方向変更を避ける必要があります。
実際の設置では、配管が完全に真っ直ぐな経路をたどることはほとんどありません。
しかし、不必要な肘があると抵抗が増えます。
可能な場合、配管レイアウトでは以下を使用する必要があります。
よりスムーズなルーティング。
長半径の曲げ。
適切な 45° フィッティング。
不必要な方向転換が少なくなります。
これは、次の場合にますます重要になります。
メインパイプは比較的小さいです。
パイプラインが長い。
必要な流量が高い。
1 つの工場室から複数のフロアに供給されます。
通常、片方の肘だけでは、適切に設計されたシステムが破壊されることはありません。
問題は油圧回路全体の累積圧力損失。
設計上のパイプ直径が紙の上では正しいように見えても、設置の品質によって実際の油圧性能が変わる可能性があります。
これは特に次のことに関連します。PPR配管。
熱融着取り付け中に、過剰な挿入または不十分な作業により、接合部の内部流路が部分的に減少する可能性があります。
外見上、パイプは完全に正常に見えるかもしれません。
ただし、内部的には有効直径が大幅に小さくなる場合があります。
これにより、隠れた制限が作成されます。
症状には次のようなものがあります。
システム流量が低い。
供給/戻りΔTが大きい。
遠く離れた多様体では弱い流れ。
UFH のパフォーマンスが低い。
ポンプが高速で動作しても改善されません。
これが、測定の試運転が不可欠である理由の 1 つです。
正しい図面は正しい設置を保証するものではありません。
ヒートポンプが正常に温水を生成しているとします。
測定するもの:
給水：42℃
戻り水：32℃
それから：
システムが約 5°C を想定して設計されている場合、この予想より大きい ΔT は水流が不十分であることを示している可能性があります。
この関係は単純です。
特定の熱伝達率に対して、
流量が低い → ΔT が大きい
そして：
流量が大きい → ΔT が小さい
これは、すべての大きな ΔT が自動的にポンプの問題であることを意味するわけではありません。
これは、ΔT を以下とともに調査する必要があることを意味します。
実際の流れ。
ターミナル需要。
ヒートポンプ出力。
バルブの位置。
ポンプの動作点。
もう 1 つの一般的な状況は、大きな別荘や商業ビルで発生します。
ヒートポンプやバッファタンクは暖房端末から遠く離れた場所に設置される場合があります。
パイプが長いということは、次のことを意味します。
摩擦損失が大きくなる。
より多くのフィッティング;
より多くの熱損失。
より高いポンプヘッド要件。
パイプのサイズも小さい場合、影響はさらに悪化します。
パイプの断熱も考慮する必要があります。
断熱されていない、または断熱が不十分な長い暖房パイプは、水が床下暖房マニホールドに到達する前に、大量の有用な熱を失う可能性があります。
したがって、長距離温水システムの場合、エンジニアは次の両方を評価する必要があります。
油圧損失+熱損失
3階建てのヴィラを考えてみましょう。
一般的な取り決めは次のとおりです。
ヒートポンプ → バッファタンク → 主配水管 → フロアマニホールド
1 つの中央循環ポンプがすべてのフロアに同時にサービスを提供すると予想される場合、油圧バランスが困難になる可能性があります。
最も近い回路が受け取る流量が多すぎる一方で、離れた回路が受け取る流量が少なすぎる可能性があります。
症状には次のようなものがあります。
1階は暖かい。
上層階は寒い。
いくつかの多様体は強い流れを受けています。
弱い流れを受ける人もいます。
部屋の暖房が不均一になる。
単に大型のポンプを設置することが必ずしも最善の解決策であるとは限りません。
これもよくある誤解です。
床が適切に加熱されない場合、一部の設置業者は循環ポンプをすぐに大型のものに交換します。
時にはこれが役立つこともあります。
時にはそれが新たな問題を引き起こすこともあります。
ポンプが大きすぎると、次のような問題が発生する可能性があります。
過剰な水速度。
油圧騒音。
不必要な電力消費。
バルブノイズ。
不十分な管理権限。
油圧の不均衡。
正しい目的は次のとおりではありません。
「できるだけ大きなポンプを設置してください。」
それは次のとおりです。
計算されたシステム抵抗で必要な設計流量を供給するポンプを選択します。
これら 2 つの概念を混同しないでください。
その主な目的は、閉じた温水循環ループの周りで水を循環させることです。
その主な目的は、既存の圧力が必要な分布条件に対して不十分な場合に、利用可能な圧力を高めることです。
ヒートポンプ システムでは、ポンプの選択と位置は実際の油圧アーキテクチャに従う必要があります。
システムを理解せずにポンプを追加すると、問題が解決されるのではなく、圧力の相互作用が発生する可能性があります。
ポンプの設置位置はシステムの動作に大きな影響を与える可能性があります。
たとえば、バッファタンクが油圧分離を提供する場合、ヒートポンプ側とターミナル側を別々の油圧回路として解析する必要があります。
典型的な配置は次のようになります。
一次回路
ヒートポンプ → バッファタンク → ヒートポンプ
そして：
二次回路
バッファタンク → 循環ポンプ → UFH/ファンコイル → バッファタンク
これは、単に複数のポンプをランダムに直列に配置することとは根本的に異なります。
各ポンプには、明確に定義された油圧責任が必要です。
正しく設計されたバッファー タンクは、いくつかの機能を提供します。
水力分離。
追加のシステム水量。
ヒートポンプの動作がより安定します。
短いサイクリングの減少。
複数の端子回路の統合が容易になります。
ゾーニングの柔軟性が向上しました。
で1 つの熱源、2 つの端子システムでは、ヒート ポンプは次の両方を供給できます。
床暖房＋ファンコイル
これら 2 つの端末タイプは大きく異なる場合があります。
流量要件。
水温要件。
制御ロジック。
運行スケジュール。
したがって、油圧分離によりシステムの制御が容易になります。
しかし：
バッファー タンクは、不適切なパイプ サイズや不適切に選択された循環ポンプを補償しません。
どの回路にも適切な設計フローが依然として必要です。
より大きな別荘や複数ゾーンのプロジェクトの場合は、一次-二次温水工学アーキテクチャの方が実用的である可能性があります。
例えば：
一次側
ヒートポンプ→バッファタンク
二次側
バッファタンク → ゾーンポンプ 1 → 地上階 UFH
バッファタンク → ゾーンポンプ2 → 1階UFH
バッファタンク → ゾーンポンプ 3 → 2 階 UFH
バッファタンク→別回路→ファンコイル
このアーキテクチャにより、さまざまなゾーンが需要に応じて動作できるようになります。
1 つのフロアのみに暖房が必要な場合は、すべての端末回路に完全な設計フローを強制する必要はありません。
これにより次のことが改善されます。
油圧安定性。
ゾーニング;
快適;
コントロール;
ポンプ効率。
一部の二次床暖房装置では、循環ポンプがターミナル回路の戻り側に設置されます。
ポンプの正確な位置は、常に油圧設計、拡張容器接続点、圧力関係、およびメーカーの要件に従う必要があります。
重要な原則は、単に「供給側」と「戻り側」ということではありません。
それは次のとおりです。
ポンプは、他の回路を妨げることなく、目的の回路が安定した差圧と設計流量を受け取るように配置する必要があります。
これは、複数のポンプがバッファータンクまたは共通のヘッダーを共有する場合に特に重要です。
パイプのサイズとポンプが適切であっても、システムのバランスが崩れていると、依然として流れの問題が発生する可能性があります。
水は自然に最も抵抗の少ない経路をたどります。
したがって、短い回路では流れが多すぎる可能性があり、長い回路では流れが少なすぎる可能性があります。
油圧バランスには以下が含まれる場合があります。
マニホールド流量計。
バランスバルブ;
差圧制御。
可変速ポンプ。
ゾーンバルブ。
コミッショニング調整。
目的は、すべての回路に同じフローを受信させることではありません。
目的は、すべての回路がその信号を受信できるようにすることです。設計フロー。
床暖房システムが温度に達していない場合は、ヒートポンプの設定値をすぐに上げないでください。
体系的な診断ははるかに効果的です。
チェック：
放置水温。
戻り水の温度。
動作周波数/容量。
アラーム;
実際の暖房需要。
実際の供給/リターン ΔT を設計条件と比較します。
ΔT が異常に高い場合は、流量が低いことを示している可能性があります。
使用：
ヒートポンプ流量データ。
外部流量計。
マニホールド流量計。
機器の試運転。
パイプに触れることだけに頼らないでください。
主配水管が必要な総流量を運ぶことができるかどうかを確認します。
含む：
直管。
肘。
バルブ;
ストレーナー。
多様体。
熱交換器。
金具。
探す：
部分的に閉じたバルブ。
ブロックされたストレーナー。
PPR 融合の制限。
ねじれたパイプ。
間違った接続。
エアロック。
必要な動作点を実際のポンプ曲線と比較します。
ポンプが意図した油圧回路に機能していることを確認します。
各回路を必要な設計フローに合わせて調整します。
油圧システムが正しく動作した後にのみ、ターミナル加熱性能を評価してください。
| 症状 | 考えられる油圧の原因 | 確認すべきこと |
|---|---|---|
| ヒートポンプは高温、床は低温 | 不十分な流量 | システム全体の流れ |
| 大きな供給/戻りΔT | 水流量が少ない | ポンプ、配管抵抗 |
| 上の階は寒い | 過度の分岐抵抗 | バランスとポンプヘッド |
| 遠くにあるマニホールドは流れが弱い | 長い/細いパイプ | パイプのサイジング |
| 最高速度でポンプを送ります | 過剰なシステム抵抗 | 圧力損失の計算 |
| 暑い部屋もあれば寒い部屋もあります | 油圧の不均衡 | マニホールドの流れ |
| 流量が急に減った | 閉塞/制限 | ストレーナー、バルブ、PPRジョイント |
| ポンプノイズが大きい | 過剰な速度 | パイプ/ポンプのサイジング |
| 長いパイプランではパフォーマンスが低下します | 油圧 + 熱損失 | パイプのサイズと断熱材 |
部屋が寒い場合、多くの場合、最初の反応はヒートポンプの出口水温を上げることです。
しかし、実際の問題が流量不足である場合、このアプローチでは根本原因には対処できません。
より良いトラブルシューティング手順は次のとおりです。
熱需要
↓
必要な熱出力
↓
必要な水量
↓
パイプ径
↓
システム圧力損失
↓
ポンプ動作点
↓
油圧バランス調整
↓
端子発熱量
これらのパラメータを検証した後にのみ、水温の上昇を検討する必要があります。
油圧設計は快適さ以上の影響を与えます。
ヒートポンプの性能にも影響します。
不十分な流量は次の原因となる可能性があります。
放置水温が不安定。
過剰なΔT。
熱伝達の減少。
頻繁に自転車に乗る。
特定の条件下での高圧保護。
霜取り回復が不十分。
季節効率の低下。
したがって、空気から水へのヒートポンプは決して独立した機械として考慮されるべきではありません。
これは完全な温水システムの一部です。
高効率のヒートポンプを適切に設計されていない給水システムに接続しても、高効率の暖房システムを提供することはできません。
のために1 つの熱源、2 つの端子床暖房とファンコイルを組み合わせたシステムでは、不十分な水流は診断すべき最も重要な問題の 1 つです。
根本的な原因は次のとおりである可能性があります。
アンダーサイズパイプ
→過度の圧力損失
→不十分なポンプヘッド
→不十分な油圧バランス
→不十分なターミナルフロー
→不十分な熱伝達
→部屋が設定温度に達しない
この解決策は、単にヒートポンプや循環ポンプを大型化するだけではありません。
正しいアプローチは、システム全体を油圧ネットワークとして扱い、次のように計算することです。
容量 + ΔT + 流量 + パイプサイズ + 圧力損失 + ポンプヘッド + バランス
これらすべてのパラメーターが連携すると、ヒートポンプによって生成された熱が必要な部屋に実際に到達します。
この記事はパート 5当社のエンジニアリングシリーズ:
パート 1 — 初期試運転または長期シャットダウン
パート 2 — 床暖房パイプ内に閉じ込められた空気
パート 3 — 不適切な配管設計とレイアウト
パート 4 — 不十分な有効放熱面積
パート 5 — 不十分なシステムの水流
より実用的な記事では、空気から水へのヒートポンプ、床下暖房、ファンコイル、温水システムの設計を実際の工学的な観点から検証し続けます。
熱源は1つ、端子は2つ：床暖房が温まらないのはなぜですか？
空気から水へのヒートポンプ システムでは、両方の役割を果たします。床暖房とファンコイル、最も一般的な苦情の 1 つは次のとおりです。
「ヒートポンプが作動していて出てくる水は熱いのですが、床暖房ではまだ部屋を適切に暖めることができません。」
この問題のトラブルシューティングを行う場合、多くの人は直ちにヒートポンプの容量不足を疑います。
ただし、ヒートポンプは十分な熱を生成している可能性があります。
実際の問題はもっと単純です。
温水システムが十分な水を循環していません。
不十分な水流は、空水ヒートポンプや床下暖房システムで最も一般的な水力学的問題の 1 つです。パイプのサイズが小さすぎる、過度の圧力降下、継手の数が多すぎる、取り付けが不十分、ポンプの選択が間違っている、ポンプの位置が不適切、またはシステムのアーキテクチャが不適切であることが原因である可能性があります。
で「1 つの熱源、2 つの端子」トラブルシューティング シリーズのパート 5では、不十分なシステム フローが UFH パフォーマンスにどのような影響を与えるか、エンジニアが問題を診断する方法について説明します。
温水暖房システムは、循環する水を通じて熱を伝達します。
基本的な関係は次のとおりです。
どこ：
Q= 熱伝達率
ṁ= 水の質量流量
CP= 水の比熱容量
ΔT= 供給水と戻り水の温度差
水を使用した実際の HVAC 計算については、次のとおりです。
したがって：
この方程式は重要な原則を説明しています。
暖房能力だけでは熱供給が保証されません。また、システムは、その熱を端末に輸送するのに十分な水流を提供する必要があります。
空気から水へのヒートポンプが次のことを実現していると仮定します。
暖房能力20kW
設計上の供給/戻り温度差は次のとおりです。
5℃
必要な流量はおよそ次のとおりです。
したがって、温水システムは次のように循環できる必要があります。
3.4m3/h
実際のシステム抵抗の下で。
配管とポンプが 2.0 m3/h しか供給できない場合、次のように言うだけでは問題を解決できません。
「ヒートポンプは20kWなので十分でしょう。」
熱は発生源で発生する可能性がありますが、床に効果的に輸送することはできません。
これは重要な違いです。
循環ポンプを選択する場合、エンジニアは次の両方を考慮する必要があります。
システム内を循環する必要がある水の量。
通常、次のように表現されます。
m3/h
L/分
L/秒
その流量でポンプが克服しなければならない油圧抵抗の大きさ。
通常、次のように表現されます。
水柱メートル
kPa
ポンプは理論的には低抵抗下で十分な流量を提供できますが、実際のシステムに接続すると必要な流量を達成できなくなります。
したがって、公称流量だけに従ってポンプを選択するだけでは十分ではありません。
次の点で必要な操作点を見つける必要があります。
ポンプ曲線 × システム抵抗曲線
非常に一般的な問題は、主配水管が小さすぎることです。
設置者は、次の計算を行わずに、複数のマニホールドを 1 つのメイン パイプに接続する場合があります。
全体的な設計フロー。
水の速度。
圧力損失;
同時動作需要。
同等のパイプ長さ。
小さなパイプ内での流れが増加すると、水の速度が増加します。
同時に、圧力損失も急速に増加します。
これにより、次のような結果が生じる可能性があります。
高抵抗 → 流量の減少 → 不十分な熱伝達 → コールド UFH ゾーン
これは、大きな住宅や多階建ての建物では特に重要です。
設置者は次のように言うことがあります。
「通常、床暖房にはこのサイズのパイプを使用しています。」
それは十分な工学的根拠ではありません。
メインパイプのサイズは、実際の油圧要件に基づいて決定する必要があります。
専門的な計算では、次のことを考慮する必要があります。
必要な暖房能力
↓
設計ΔT
↓
必要な水量
↓
パイプ径
↓
水の速度
↓
パイプの摩擦損失
↓
継手とバルブ
↓
総圧力損失
↓
ポンプの選択
これらの計算を省略することは、一部のシステムが小規模なプロジェクトではうまく機能しても、同じ設置方法をより大きな建物にコピーすると失敗する理由の 1 つです。
よくある間違いは、真っ直ぐなパイプの長さだけを計算することです。
実際のシステム抵抗は以下からも得られます。
肘。
ティー;
バルブ;
ストレーナー。
逆止弁。
多様体。
熱交換器。
バッファタンク。
制御弁;
減速機。
その他の付属品。
これらのコンポーネントが作成するのは、局所的な圧力損失。
したがって：
エンジニアは多くの場合、継手を相当パイプ長さ簡略化された計算用。
たとえば、90 度の鋭いエルボは、緩やかに方向を変えるよりもかなり大きな抵抗を生み出します。
このため、優れた温水工学設計では、不必要な取り付けや突然の方向変更を避ける必要があります。
実際の設置では、配管が完全に真っ直ぐな経路をたどることはほとんどありません。
しかし、不必要な肘があると抵抗が増えます。
可能な場合、配管レイアウトでは以下を使用する必要があります。
よりスムーズなルーティング。
長半径の曲げ。
適切な 45° フィッティング。
不必要な方向転換が少なくなります。
これは、次の場合にますます重要になります。
メインパイプは比較的小さいです。
パイプラインが長い。
必要な流量が高い。
1 つの工場室から複数のフロアに供給されます。
通常、片方の肘だけでは、適切に設計されたシステムが破壊されることはありません。
問題は油圧回路全体の累積圧力損失。
設計上のパイプ直径が紙の上では正しいように見えても、設置の品質によって実際の油圧性能が変わる可能性があります。
これは特に次のことに関連します。PPR配管。
熱融着取り付け中に、過剰な挿入または不十分な作業により、接合部の内部流路が部分的に減少する可能性があります。
外見上、パイプは完全に正常に見えるかもしれません。
ただし、内部的には有効直径が大幅に小さくなる場合があります。
これにより、隠れた制限が作成されます。
症状には次のようなものがあります。
システム流量が低い。
供給/戻りΔTが大きい。
遠く離れた多様体では弱い流れ。
UFH のパフォーマンスが低い。
ポンプが高速で動作しても改善されません。
これが、測定の試運転が不可欠である理由の 1 つです。
正しい図面は正しい設置を保証するものではありません。
ヒートポンプが正常に温水を生成しているとします。
測定するもの:
給水：42℃
戻り水：32℃
それから：
システムが約 5°C を想定して設計されている場合、この予想より大きい ΔT は水流が不十分であることを示している可能性があります。
この関係は単純です。
特定の熱伝達率に対して、
流量が低い → ΔT が大きい
そして：
流量が大きい → ΔT が小さい
これは、すべての大きな ΔT が自動的にポンプの問題であることを意味するわけではありません。
これは、ΔT を以下とともに調査する必要があることを意味します。
実際の流れ。
ターミナル需要。
ヒートポンプ出力。
バルブの位置。
ポンプの動作点。
もう 1 つの一般的な状況は、大きな別荘や商業ビルで発生します。
ヒートポンプやバッファタンクは暖房端末から遠く離れた場所に設置される場合があります。
パイプが長いということは、次のことを意味します。
摩擦損失が大きくなる。
より多くのフィッティング;
より多くの熱損失。
より高いポンプヘッド要件。
パイプのサイズも小さい場合、影響はさらに悪化します。
パイプの断熱も考慮する必要があります。
断熱されていない、または断熱が不十分な長い暖房パイプは、水が床下暖房マニホールドに到達する前に、大量の有用な熱を失う可能性があります。
したがって、長距離温水システムの場合、エンジニアは次の両方を評価する必要があります。
油圧損失+熱損失
3階建てのヴィラを考えてみましょう。
一般的な取り決めは次のとおりです。
ヒートポンプ → バッファタンク → 主配水管 → フロアマニホールド
1 つの中央循環ポンプがすべてのフロアに同時にサービスを提供すると予想される場合、油圧バランスが困難になる可能性があります。
最も近い回路が受け取る流量が多すぎる一方で、離れた回路が受け取る流量が少なすぎる可能性があります。
症状には次のようなものがあります。
1階は暖かい。
上層階は寒い。
いくつかの多様体は強い流れを受けています。
弱い流れを受ける人もいます。
部屋の暖房が不均一になる。
単に大型のポンプを設置することが必ずしも最善の解決策であるとは限りません。
これもよくある誤解です。
床が適切に加熱されない場合、一部の設置業者は循環ポンプをすぐに大型のものに交換します。
時にはこれが役立つこともあります。
時にはそれが新たな問題を引き起こすこともあります。
ポンプが大きすぎると、次のような問題が発生する可能性があります。
過剰な水速度。
油圧騒音。
不必要な電力消費。
バルブノイズ。
不十分な管理権限。
油圧の不均衡。
正しい目的は次のとおりではありません。
「できるだけ大きなポンプを設置してください。」
それは次のとおりです。
計算されたシステム抵抗で必要な設計流量を供給するポンプを選択します。
これら 2 つの概念を混同しないでください。
その主な目的は、閉じた温水循環ループの周りで水を循環させることです。
その主な目的は、既存の圧力が必要な分布条件に対して不十分な場合に、利用可能な圧力を高めることです。
ヒートポンプ システムでは、ポンプの選択と位置は実際の油圧アーキテクチャに従う必要があります。
システムを理解せずにポンプを追加すると、問題が解決されるのではなく、圧力の相互作用が発生する可能性があります。
ポンプの設置位置はシステムの動作に大きな影響を与える可能性があります。
たとえば、バッファタンクが油圧分離を提供する場合、ヒートポンプ側とターミナル側を別々の油圧回路として解析する必要があります。
典型的な配置は次のようになります。
一次回路
ヒートポンプ → バッファタンク → ヒートポンプ
そして：
二次回路
バッファタンク → 循環ポンプ → UFH/ファンコイル → バッファタンク
これは、単に複数のポンプをランダムに直列に配置することとは根本的に異なります。
各ポンプには、明確に定義された油圧責任が必要です。
正しく設計されたバッファー タンクは、いくつかの機能を提供します。
水力分離。
追加のシステム水量。
ヒートポンプの動作がより安定します。
短いサイクリングの減少。
複数の端子回路の統合が容易になります。
ゾーニングの柔軟性が向上しました。
で1 つの熱源、2 つの端子システムでは、ヒート ポンプは次の両方を供給できます。
床暖房＋ファンコイル
これら 2 つの端末タイプは大きく異なる場合があります。
流量要件。
水温要件。
制御ロジック。
運行スケジュール。
したがって、油圧分離によりシステムの制御が容易になります。
しかし：
バッファー タンクは、不適切なパイプ サイズや不適切に選択された循環ポンプを補償しません。
どの回路にも適切な設計フローが依然として必要です。
より大きな別荘や複数ゾーンのプロジェクトの場合は、一次-二次温水工学アーキテクチャの方が実用的である可能性があります。
例えば：
一次側
ヒートポンプ→バッファタンク
二次側
バッファタンク → ゾーンポンプ 1 → 地上階 UFH
バッファタンク → ゾーンポンプ2 → 1階UFH
バッファタンク → ゾーンポンプ 3 → 2 階 UFH
バッファタンク→別回路→ファンコイル
このアーキテクチャにより、さまざまなゾーンが需要に応じて動作できるようになります。
1 つのフロアのみに暖房が必要な場合は、すべての端末回路に完全な設計フローを強制する必要はありません。
これにより次のことが改善されます。
油圧安定性。
ゾーニング;
快適;
コントロール;
ポンプ効率。
一部の二次床暖房装置では、循環ポンプがターミナル回路の戻り側に設置されます。
ポンプの正確な位置は、常に油圧設計、拡張容器接続点、圧力関係、およびメーカーの要件に従う必要があります。
重要な原則は、単に「供給側」と「戻り側」ということではありません。
それは次のとおりです。
ポンプは、他の回路を妨げることなく、目的の回路が安定した差圧と設計流量を受け取るように配置する必要があります。
これは、複数のポンプがバッファータンクまたは共通のヘッダーを共有する場合に特に重要です。
パイプのサイズとポンプが適切であっても、システムのバランスが崩れていると、依然として流れの問題が発生する可能性があります。
水は自然に最も抵抗の少ない経路をたどります。
したがって、短い回路では流れが多すぎる可能性があり、長い回路では流れが少なすぎる可能性があります。
油圧バランスには以下が含まれる場合があります。
マニホールド流量計。
バランスバルブ;
差圧制御。
可変速ポンプ。
ゾーンバルブ。
コミッショニング調整。
目的は、すべての回路に同じフローを受信させることではありません。
目的は、すべての回路がその信号を受信できるようにすることです。設計フロー。
床暖房システムが温度に達していない場合は、ヒートポンプの設定値をすぐに上げないでください。
体系的な診断ははるかに効果的です。
チェック：
放置水温。
戻り水の温度。
動作周波数/容量。
アラーム;
実際の暖房需要。
実際の供給/リターン ΔT を設計条件と比較します。
ΔT が異常に高い場合は、流量が低いことを示している可能性があります。
使用：
ヒートポンプ流量データ。
外部流量計。
マニホールド流量計。
機器の試運転。
パイプに触れることだけに頼らないでください。
主配水管が必要な総流量を運ぶことができるかどうかを確認します。
含む：
直管。
肘。
バルブ;
ストレーナー。
多様体。
熱交換器。
金具。
探す：
部分的に閉じたバルブ。
ブロックされたストレーナー。
PPR 融合の制限。
ねじれたパイプ。
間違った接続。
エアロック。
必要な動作点を実際のポンプ曲線と比較します。
ポンプが意図した油圧回路に機能していることを確認します。
各回路を必要な設計フローに合わせて調整します。
油圧システムが正しく動作した後にのみ、ターミナル加熱性能を評価してください。
| 症状 | 考えられる油圧の原因 | 確認すべきこと |
|---|---|---|
| ヒートポンプは高温、床は低温 | 不十分な流量 | システム全体の流れ |
| 大きな供給/戻りΔT | 水流量が少ない | ポンプ、配管抵抗 |
| 上の階は寒い | 過度の分岐抵抗 | バランスとポンプヘッド |
| 遠くにあるマニホールドは流れが弱い | 長い/細いパイプ | パイプのサイジング |
| 最高速度でポンプを送ります | 過剰なシステム抵抗 | 圧力損失の計算 |
| 暑い部屋もあれば寒い部屋もあります | 油圧の不均衡 | マニホールドの流れ |
| 流量が急に減った | 閉塞/制限 | ストレーナー、バルブ、PPRジョイント |
| ポンプノイズが大きい | 過剰な速度 | パイプ/ポンプのサイジング |
| 長いパイプランではパフォーマンスが低下します | 油圧 + 熱損失 | パイプのサイズと断熱材 |
部屋が寒い場合、多くの場合、最初の反応はヒートポンプの出口水温を上げることです。
しかし、実際の問題が流量不足である場合、このアプローチでは根本原因には対処できません。
より良いトラブルシューティング手順は次のとおりです。
熱需要
↓
必要な熱出力
↓
必要な水量
↓
パイプ径
↓
システム圧力損失
↓
ポンプ動作点
↓
油圧バランス調整
↓
端子発熱量
これらのパラメータを検証した後にのみ、水温の上昇を検討する必要があります。
油圧設計は快適さ以上の影響を与えます。
ヒートポンプの性能にも影響します。
不十分な流量は次の原因となる可能性があります。
放置水温が不安定。
過剰なΔT。
熱伝達の減少。
頻繁に自転車に乗る。
特定の条件下での高圧保護。
霜取り回復が不十分。
季節効率の低下。
したがって、空気から水へのヒートポンプは決して独立した機械として考慮されるべきではありません。
これは完全な温水システムの一部です。
高効率のヒートポンプを適切に設計されていない給水システムに接続しても、高効率の暖房システムを提供することはできません。
のために1 つの熱源、2 つの端子床暖房とファンコイルを組み合わせたシステムでは、不十分な水流は診断すべき最も重要な問題の 1 つです。
根本的な原因は次のとおりである可能性があります。
アンダーサイズパイプ
→過度の圧力損失
→不十分なポンプヘッド
→不十分な油圧バランス
→不十分なターミナルフロー
→不十分な熱伝達
→部屋が設定温度に達しない
この解決策は、単にヒートポンプや循環ポンプを大型化するだけではありません。
正しいアプローチは、システム全体を油圧ネットワークとして扱い、次のように計算することです。
容量 + ΔT + 流量 + パイプサイズ + 圧力損失 + ポンプヘッド + バランス
これらすべてのパラメーターが連携すると、ヒートポンプによって生成された熱が必要な部屋に実際に到達します。
この記事はパート 5当社のエンジニアリングシリーズ:
パート 1 — 初期試運転または長期シャットダウン
パート 2 — 床暖房パイプ内に閉じ込められた空気
パート 3 — 不適切な配管設計とレイアウト
パート 4 — 不十分な有効放熱面積
パート 5 — 不十分なシステムの水流
より実用的な記事では、空気から水へのヒートポンプ、床下暖房、ファンコイル、温水システムの設計を実際の工学的な観点から検証し続けます。
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