난방설비

보일러와 부속기기 — 출력의 갈래와 열을 되찾는 장치

미학습

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보일러의 출력은 무엇까지 포함하는가로 갈린다. 상용출력은 난방부하 + 급탕부하 + 배관손실이고, 정격출력은 여기에 예열부하까지 더한 최대 출력이다. 보일러 마력은 증기 발생량으로 정의된다. 연료의 발열량도 둘로 갈려, 고위발열량은 연소로 생긴 수증기가 응축될 때의 잠열까지 포함한 값이고 저위발열량은 그 잠열을 뺀, 실제로 쓸 수 있는 열이다. 굴뚝으로 나가는 배기가스는 수증기를 품은 채 나가므로 보통은 그 잠열이 버려지는데, 콘덴싱 보일러는 이 수증기를 일부러 응축시켜 잠열까지 되찾아 효율이 100퍼센트를 넘는 것처럼 표시된다. 배기가스의 남은 열을 되찾는 부속으로 이코노마이저(급수를 예열)와 에어 프리히터(연소용 공기를 예열)가 있어, 데우는 대상이 물이냐 공기냐만 다르고 둘을 함께 달면 같은 연료로 더 많은 열을 얻는다. 증기트랩은 증기는 막고 응축수만 내보내는 장치로 부력으로 여닫는 기계식(플로트·버킷), 온도로 여닫는 온도조절식(열동식), 압력차로 여닫는 열역학식(디스크식)이 있다.
보일러의 숫자는 「무엇까지 셌는가」를 물으면 정리된다. 출력은 예열을 넣었는지, 발열량은 수증기의 잠열을 넣었는지가 갈림길이다. 그리고 이코노마이저와 에어 프리히터가 둘 다 배기가스의 폐열을 되찾는 장치라는 공통점을 붙잡으면, 데우는 대상만 다르다는 점이 곧바로 기억된다. 증기트랩은 고장 나 열린 채 있어도 겉으로는 난방이 되는 듯 보여 알아채기 어렵다는 점이 실무의 요점이다.
  1. 상용출력 = 난방 + 급탕 + 배관손실, 정격출력 = + 예열부하.
  2. 고위발열량은 수증기의 잠열 포함, 저위발열량은 그것을 뺀 값이다.
  3. 이코노마이저는 급수를, 에어 프리히터는 공기를 예열한다 — 둘 다 배기 폐열 회수다.
  4. 증기트랩은 기계식(부력) · 온도조절식 · 열역학식으로 여닫는 방식이 갈린다.
  5. 콘덴싱 보일러는 배기의 수증기를 응축시켜 잠열까지 되찾는다.
이코노마이저

배기가스의 열로 보일러 급수를 데운다. 물을 미리 데워 연료를 아낀다.

에어 프리히터

배기가스의 열로 연소용 공기를 데운다. 뜨거운 공기가 들어가 연소 효율이 오른다.

증기트랩이 여닫는 방식
갈래무엇으로 여닫나종류
기계식부력 — 응축수가 차면 뜬다플로트식 · 버킷식
온도조절식온도 — 응축수는 차갑다열동식(벨로즈)
열역학식압력차 — 증기와 물의 속도 차이디스크식

더 알아보기

증기트랩이 고장 나면 열이 통째로 버려진다

증기트랩이 열린 채 고장 나면 응축수만이 아니라 증기까지 그대로 빠져나간다. 그런데 방열기는 여전히 뜨거워 겉으로는 난방이 잘되는 것처럼 보이므로 알아채기 어렵고, 그 사이 연료가 계속 새어 나간다. 그래서 정기적으로 초음파나 온도로 작동을 확인하는 절차를 두며, 대형 건물에서 트랩 관리가 에너지 절감의 큰 몫을 차지하는 까닭이 여기 있다.

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상용출력은 난방부하, 급탕부하 및 축열부하의 합이다.

상용출력은 난방부하 + 급탕부하 + 배관손실부하이고, 여기에 예열부하를 더하면 정격출력이다.

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환산증발량은 100℃의 물을 102℃의 증기로 증발시키는 것을 기준으로 하여 보일러의 실제증발량을 환산한 것이다.

환산증발량은 100 ℃의 물을 100 ℃의 증기로 바꾸는 증발(잠열 2,257 kJ/kg)을 기준으로 환산한다.

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수관보일러는 노통연관보일러에 비해 대규모 시설에 적합하다.

수관보일러는 가는 수관 속 물을 가열해 고압·대용량 증기를 빨리 만들 수 있어 대규모 시설에 맞다.

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이코노마이저(economizer)는 보일러 배기가스에서 회수한 열로 연소용 공기를 예열하는 장치이다.

이코노마이저는 배기가스 열로 보일러 급수를 예열하는 장치이고, 연소용 공기를 데우는 것은 공기예열기다.

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저위발열량은 연료 연소 시 발생하는 수증기의 잠열을 포함한 것이다.

저위발열량은 연소로 생긴 수증기의 잠열을 뺀 값이고, 잠열까지 넣은 것이 고위발열량이다.

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