개념 한 쪽
에너지관리기사 열설비 시공 — 단열 효과와 열손실
열설비에 단열을 입히면 열이 새는 길이 줄고 노 안의 온도가 고르게 된다. 단열이 내화재와 연소에 미치는 영향, 보온재와 내열 단열재의 온도 경계, 이중보온관의 구성, 무기질 보온재의 장점, 내화벽돌 벽과 다층벽의 열손실 계산, 시공 시 판단 기준을 본다.
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뜻
단열은 열전도와 열확산을 줄이고 노내 온도를 균일하게 만들며 내화재의 스폴링을 억제한다. 다만 연소열은 연료가 가진 값이므로 단열을 했다고 연소열 자체가 많아지지는 않는다.
단열재 가운데 300~600℃ 이하에서 쓰는 것을 보온재라 하고, 그보다 높은 온도에 쓰는 것은 내열 단열재로 나눈다. 공업용 로에 단열을 시공하면 열손실과 연료가 줄고 온도가 고르게 되며 내화재가 보호받는다. 반면 벽체의 축열용량은 오히려 줄어든다.
지역난방용 이중보온관은 강관에 경질 폴리우레탄 폼을 감싸고 외부보호관까지 공장에서 일체로 만든 관이다. 무기질 보온재는 불연성과 내열성이 좋아 안전사용온도가 높은 것이 장점이고, 내수성과 내습성은 유기질 보온재가 더 낫다.
단일 벽의 열손실은 Q=λAΔt÷d로 구한다. 두께 230mm 내화벽돌의 내면이 320℃, 외면이 150℃이고 면적이 10m², 열전도율이 0.96kcal/m·h·℃라면 0.96×10×170÷0.23≈7,096kcal/h다. 두께를 0.23m로 바꾸는 것이 관건이다.
여러 층으로 쌓은 벽은 각 층의 두께를 열전도율로 나눈 값을 더해 분모로 쓴다. 내화벽돌 230mm(1.2), 단열벽돌 114mm(0.12), 보통벽돌 230mm(0.6)로 된 벽에서 내외면 온도차가 1,080℃이면 1,080÷(0.23÷1.2+0.114÷0.12+0.23÷0.6)≈708.2W/m²다.
보온재를 시공할 때는 사용온도, 열전도성, 내열성, 구조 적합성을 따진다. 값이 가장 싼 재료를 고르는 것은 시공 기준이 아니다.
예제
선지 판단은 단열 효과에서 연소열 증가를 빼는지, 보온재의 온도 경계를 300~600℃로 잡는지, 이중보온관을 강관·경질 폴리우레탄 폼·외부보호관의 일체 구조로 보는지, 단일 벽 열손실을 약 7,096kcal/h로 구하는지, 다층벽 열손실을 약 708.2W/m²로 구하는지에서 갈린다. 7,096kcal/h와 708.2W/m²가 그 예다. 두께 230mm를 230으로 그대로 넣은 선지, 다층벽에서 각 층 두께를 더하기만 한 선지는 어긋난다.
자주 묻는 물음
- 보온재와 내열 단열재는 어떻게 나누나요?
- 300~600℃ 이하에 쓰는 것을 보온재, 그보다 높은 온도용을 내열 단열재라 합니다.
- 이중보온관은 어떻게 구성되나요?
- 강관에 경질 폴리우레탄 폼을 넣고 외부보호관까지 일체로 만든 관입니다.
- 다층벽의 열손실은 어떻게 구하나요?
- 각 층 두께를 열전도율로 나눈 값을 모두 더해 온도차를 나눕니다.
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