공조냉동기계기사 중앙난방 — 증기난방과 온수난방·증기트랩

증기난방은 보일러에서 만든 증기가 방열기 안에서 응축할 때 내놓는 잠열을 이용한다. 단위 질량당 열량이 크고 열전달이 빨라 예열 시간이 짧고 실내 온도가 빠르게 오른다. 다만 증기의 온도는 압력으로 정해지므로 미세한 온도 조절이 어려워 제어성은 온수난방보다 열등하다 — 「증기난방은 제어성이 양호하다」거나 「온도 상승이 느리고 예열 손실이 많다」는 설명은 온수난방의 성질을 잘못 옮긴 것이다. 증기난방은 관내에 공기가 들어오면 부식이 빨라지고 고온·고압이라 취급에 주의가 필요하다. 배관은 단관식·복관식으로, 환수는 중력식·진공식·기계식으로 나뉘며, 부하기기에서는 증기만 쓰고 응축수만 배출한다.

진공 환수식은 응축수를 진공펌프로 강제로 끌어오는 방식이다. 중력식에서는 물이 낮은 곳으로 흐르므로 방열기가 보일러보다 높아야 하지만, 진공 환수식은 펌프의 힘으로 물을 빨아들이므로 방열기가 보일러보다 높을 필요가 없고 배관 경사에도 덜 매인다. 진공펌프는 공기 배출과 관경 축소에도 기여한다.

증기트랩은 응축수만 자동으로 배출하고 증기는 배관 안에 머물게 해, 관내에 물이 고이지 않게 한다. 응축수가 남으면 열 전달을 방해하고 수격현상(물을 때리는 현상)으로 배관을 상하게 하므로, 증기트랩은 열효율을 높이고 수격현상을 막는 장치다. 공기를 빼는 일은 공기배기장치가, 압력을 낮추는 일은 감압밸브가 맡는다 — 이 셋을 바꿔 놓은 선지가 함정이다.

온수난방은 물이 식으며 내놓는 현열을 이용한다. 물의 비열이 커서 열용량이 크므로 난방을 시작해도 실내가 따뜻해지기까지 워밍업(예열) 시간이 길고, 대신 온도가 천천히 내려가 쾌적함이 유지된다. 배관 내 수압과 수온이 낮아 동파 우려는 증기난방보다 적고, 물의 온도를 조절해 방열량을 세밀하게 맞출 수 있어 온도 조절이 용이하며 실내 온도차도 작다. 장거리 수송은 증기가 압력에 의존하는 것과 달리 펌프로 한다.

방식 선택은 환경이 가른다. 열을 공급할 구역이 넓고 건물이 산재해 배관이 길면 열손실이 적고 수송이 유리한 고온수 난방이 맞다 — 증기난방은 장거리에서 압력 강하와 열손실이 커 부적합하고, 수온난방은 열손실이 적고 워터 해머가 없으며, 고온수는 온도차를 크게 잡아 배관경을 줄일 수 있다. 출입이 잦아 틈새바람에 의한 손실부하가 큰 곳에는 공기 대류에 의존하지 않고 복사열로 체감온도를 높이는 복사난방이 적합하다. 온풍난방은 설비비가 싸고 예열이 빠르며, 바닥 복사난방은 온도 분포가 균일하고, 증기난방은 조절이 어렵고 실온 분포가 고르지 않다.