에너지관리기능사 난방 및 급탕부하의 종류 — 부하의 뜻과 방열기 산정

난방부하는 겨울철 실내를 쾌적한 온도로 유지하기 위해 설비가 보충해 주어야 할 열손실의 양이다. 방열기 1m²가 방출하는 열량은 난방부하가 아니라 방열면 발열량이라고 부른다. 열전도는 맞닿은 물체 사이로 열이 직접 이동하는 현상이고, 열관류는 유체에서 벽을 거쳐 다른 유체로 열이 전달되는 현상이다. 정격용량은 보일러가 최대 부하에서 단위 시간당 발생하는 열량이다.

난방부하를 구하는 방법은 상당방열면적법, 열손실열량법, 간이식 세 가지다. 상당방열면적법은 실의 면적에 자재별 계수를 곱해 계산하고, 열손실열량법은 벽과 창 등으로 빠져나가는 열을 온도차 기준으로 계산하며, 간이식은 대략적인 추정에 쓰는 단순한 공식이다. 보일러 온도에 의한 계산이라는 방법은 없다. 보일러 온도는 부하를 계산한 뒤 보일러를 선정하고 운전할 때 정하는 조건이다.

방열기에 필요한 쪽수는 난방부하를 방열기 1쪽이 내는 열량으로 나누어 구한다. 온수난방용 주철 방열기의 표준방열량은 450kcal/m²·h이고, 증기난방용은 650kcal/m²·h를 기준으로 한다. 1쪽이 내는 열량은 표준방열량에 쪽당 방열면적을 곱한 값이다.

난방부하 9,000kcal/h인 장소에 쪽당 면적 0.2m²인 온수 방열기를 설치하면 필요한 총 방열면적은 9,000 ÷ 450 = 20m²이고, 쪽수는 20 ÷ 0.2 = 100쪽이다. 난방부하 45,000kcal/h에 쪽당 면적 0.24m²인 주철제 증기 방열기를 쓰면 45,000 ÷ 650 ≈ 69.2m², 69.2 ÷ 0.24 ≈ 288.4쪽이므로 올림하여 약 289쪽이 된다. 쪽수는 개수이므로 소수점이 나오면 올린다.

방열면적만 구할 때는 난방부하를 단위면적당 방열량으로 나눈다. 4,200 ÷ 450 ≈ 9.3m², 2,250 ÷ 450 = 5.0m²가 된다. 방열기 계수와 온도 조건이 주어지면 평균온도차를 먼저 구한다. 승수온도 80℃, 환수온도 60℃, 실내온도 20℃라면 평균온도차는 (80 + 60) ÷ 2 − 20 = 50℃이고, 방열면적은 5,600 ÷ (7 × 50) = 16m²다. 거꾸로 상당방열면적 45m²에 표준방열량 450kcal/m²·h를 곱하면 난방부하는 20,250kcal/h가 된다.