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보일러

last modified: 2015-08-17 00:23:15 by Contributors


Contents

1. Boiler
2. 1.을 이용한 온돌 난방
2.1. 개요
2.2. 역사
2.3. 구성
2.4. 원리

1. Boiler


기름이나 가스, 석탄 혹은 나무쓰레기 등을 연소시켜 그 연소열을 물에 전하여 증기를 발생시키는 기계. 다만 효율과 안전 문제로 난방용 보일러는 증기 대신 보일러가 가열시킨 물을 모터로 순환시키는 방식이 더 많다.

화력발전용·선박 등의 동력장치로서 사용되고 있는 증기터빈에 고온고압의 증기를 공급하기 위해서 또는 각종 공장의 작업용으로,보일러의 주요부는 물과 증기를 담는 강철제용기(보일러 본체)와 연료의 연소장치 및 화로로 되어 있다. 본체의 부속 장치로는 증기의 온도를 높이기 위한 과열기(過熱器)나 재열기(再熱器), 연소가스가 가지는 여열(餘熱)을 이용하기 위한 절탄기(節炭器)와 공기예열기 등의 장치와 안조작을 위한 안전밸브·압력계·수면계 및 그 밖의 밸브·계기류가 필요하며, 연소실에는 화격자·스토커·버너 및 통풍장치 등이 요구된다. 덕분에 선박 기관사들은 보일러에 대한 지식이 많아 해상근무를 끝내고 나면 보일러 회사에 들어가는 경우가 많다고 한다.

2. 1.을 이용한 온돌 난방

2.1. 개요


현대 대한민국에서 온돌의 또 다른 표현으로도 쓰인다. 1을 이용하여 온수를 순환시키면서 바닥을 따뜻하게 하고 식은 물을 다시 온수로 전환시키는 난방장치.

여기서 데운 난방수를 수도꼭지로 받을 수 있게 만들면 훌륭한 수기가 된다.(...)

2.2. 역사

1800년대 현대적 보일러가 개발 되었고 1900년 초에 파이프에 온수를 흐르게 하는 복사난방 장치가 개발된다. 현재 라디에이터와 바닥 난방 보일러의 공통 선조 뻘에 해당한다.

1930년 영국의 오스카 파버가 온수 파이프를 이용한 복사 냉난방을 하는 빌딩을 건설 하였고 1937년 프랭크 로이드 라이트가 Herbert Jacobs house 에서 가정집에서 최초로 온수 파이프를 이용한 복사 난방을 건설했다. 1945년 개발업자 윌리엄 레빗에 의해 현대적인 동파이프 온수 난방이 폭발적으로 보급된다.

1950_RH.jpg
[JPG image (29.7 KB)]

당시의 동파이프 난방 광고. <복사난방과 냉방 체계의 역사 > PDF 파일 참조.

프랭크 로이드 라이트는 온돌을 접했을 가능성이 높은데 1905년 처음으로 일본 방문 후 1916년 일본 제국호텔의 설계를 맡아 일본을 방문했을 때 일본 귀족이 조선관으로 모셨다. 이 조선관은 원래 경복궁의 동궁(세자궁)인 자선당 건물이었다. 일제시대에 당시의 일본 귀족 부호였던 오쿠라 키히치로가 뜯어가 자기 집에 세웠던 것. 이후 자선당은 관동대지진으로 소실된 뒤 1996년에야 주춧돌이 다시 한국으로 돌아와 원래 자리에 두어 자선당 복원에 활용하려고 하였으나 훼손 상태가 너무 심하여 그러하지 못하고 건청궁 권역 옆에서 방치되고 있다. 프랭크 로이드 라이트가 이 자선당에서 온돌을 체험한 뒤 Herbert Jacobs house를 1937년 만든다.

사실 우리나라에 근대적 형태의 보일러가 도입된 것은 조선총독부에 의해서였다. 당시 보일러는 대부분 서양에서 들여온 증기보일러였으며, 대형건물이나 백화점, 영화관, 호텔, 공장에서 쓰이는 대형 보일러였다. 대개 석탄을 주 연료로 사용했으므로 내식성이 강한 주철 보일러가 주종을 이뤘다.

일제강점기 이후 일본인들이 국내에서 운영하던 공장을 인수하거나 불하 받아 소규모의 보일러공들이 운영됐으나 여러 가지로 미약했던 당시의 산업적 여건 탓에 전근대적 형태에서 쉽게 벗어나지 못했다. 대부분 일제가 남기고 간 중고보일러를 수리하는 정도의 기술 수준에서 머무르다 점차로 여건이 개선되고 산업용 보일러의 수요가 증가하면서 자체적인 보일러 개발이 노력이 나타나기 시작했다. 본격적인 산업화가 시작된 1960년대에 이르러서는 강압통풍식 Z형 보일러(연관식) 개발 등으로 성장의 발판을 마련하지만, 일반 가정에까지 보일러가 보급되는 것은 아직 요원한 일이었다. 당시 대부분의 가정은 재래식 아궁이를 통해 난방을 했다.

우리나라에서 최초로 가정용 보일러가 도입된 주택은 1961년에 건설된 마포아파트였다. 마포아파트에 도입된 보일러는 연탄을 이용하여 만들어진 40~60˚C의 온수를 각 방의 패널코일과 방열기(放熱器)에 공급하여 난방효과를 얻는 방식이었다. 방을 순환하면서 냉각된 물은 다시 보일러로 환수되어 재가열됐다. 마포아파트의 보일러는 처음에는 연탄가스의 유출 위험이 크다는 등의 비판을 받았으나 차츰 그 편리함과 안정성이 인정되어 일반 가정까지 연탄보일러가 확산되는 계기를 마련했다.

1970년대를 거치면서 한국형 온돌식 온수 보일러 난방의 형태가 완성되었고 1980년대 들어서는 전국적인 보급이 이루어졌다. 재미있는 점은 미국이나 유럽에서 바닥난방 방식은 병원등 공공건물이나 빌딩에서 주로 사용하는데 비하여 온돌 난방의 전통으로 인하여 한국 가정의 난방 방식은 온돌식 온수 보일러 난방으로 통일되어 있다.

2.3. 구성

  • 보일러
    • 난방수 순환에 따른 구분
      • 대기개방식(하향식)
        난방수가 순환할 지면이 보일러보다 낮을 때 사용한다. 가장 흔하다. 난방수 탱크가 개방되어 있어 대기압 이상으로 수압을 줄 수 없다.
      • 대기밀폐식(상향식)
        난방수가 순환할 지면이 보일러보다 높을 떄 사용한다. 2층 이상의 단독주택이나 보일러실이 지하에 있는 건물에서 볼 수 있다. 난방수 순환 계통이 폐쇄 회로라 강한 수압을 줄 수 있다. 보일러에 압력계가 달려있다면 밀폐식이다.
    • 흡·배기에 따른 구분
      • 강제흡배기(FF)
        연통을 통해 흡·배기를 실외에서 한다. 대다수의 보일러가 이런 방식으로 설치되어 있다.
      • 강제배기(FE)
        연통을 통해 배기 가스만 실외로 배출한다. 연소에 필요한 산소를 보일러가 설치된 공간에서 끌어다 쓰기 때문에 환기는 필수. 법으로 전용 보일러실에 설치하게 규정되어 있으며, 실내 설치는 금지되어 있다.
  • 난방 배관
  • 분배기

  • 연료

2.4. 원리

온돌에서 아궁이가 보일러로 바뀌고, 구들장이 난방 배관으로 바뀐 것이다.

보일러 가동의 피드백은 일반적으로 실내 온도가 기준이 되나, 한겨울에는 잠깐의 외기 유입으로도 쉽게 실내 온도가 춤을 추기 떄문에 연료비 낭비가 심하다. 이 때문에 난방수 온도를 기준으로도 가동 피드백을 잡을 수 있게 나오고 있다. 주로 '온돌' 모드라고 하는 듯.
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