개념 한 쪽
공조냉동기계산업기사 공조냉난방설비 자재 및 노무비 산출 — 보일러 출력·관경·보온재
자재와 노무비를 산출하려면 먼저 설비 용량과 배관 크기를 숫자로 잡아야 한다. 보일러 출력의 합산 구조, 유량과 유속으로 관경을 구하는 법, 급탕배관의 유속 한도, 압력손실과 관경의 관계, 80도 온수배관에 맞는 보온재를 본다.
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뜻
온수난방 보일러의 출력은 난방부하와 급탕부하를 합해 구한다. 상당 방열면적 200m², 최대 급탕량 700L/h, 급탕 온도차 60도, 배관손실을 총부하의 20%로 두면 급탕부하는 700×60=42,000kcal/h이다. 배관손실을 포함한 난방부하는 116,400kcal/h이므로 보일러 출력은 116,400+42,000=158,400kcal/h가 된다. 배관손실 20%를 고려한 순수 난방부하는 116,400을 1.2로 나눈 97,000kcal/h이다.
관경은 유량을 유속으로 나누어 단면적을 구한 뒤 원의 넓이 공식으로 지름을 환산한다. 유량 15,000L/h는 4,166.67cm³/s이고 유속 2.4m/s는 240cm/s이므로 단면적은 약 17.36cm², 지름은 약 47mm가 된다. 단위를 cm와 초로 통일해야 계산이 어긋나지 않는다.
급탕배관의 유속은 소음과 관내 마모를 막기 위해 1.5m/s 이내로 제한한다. 급수배관은 2.0m/s, 증기는 15~20m/s 정도로 배관 종류별 적정 유속이 다르다.
배관의 압력손실은 유량의 제곱에 비례한다. 가스유량이 2m³/h에서 6m³/h로 세 배가 되면 압력손실은 아홉 배가 된다. 직관부에서는 관경이 클수록, 유속이 낮을수록, 마찰계수가 작을수록, 길이가 짧을수록 손실이 줄어든다.
보온재는 사용 온도에 맞춰 고른다. 온수 80도 배관에는 내열성이 낮은 폼 폴리에틸렌을 쓰지 않는다. 고온에서 열화되기 때문이다.
예제
선지 판단은 보일러 출력을 난방부하와 급탕부하의 합으로 계산하는지, 700L/h에 온도차 60도를 곱해 42,000kcal/h를 얻는지, 유량과 유속으로 단면적을 거쳐 관경 47mm를 구하는지, 급탕배관 유속을 1.5m/s 이내로 제한하는지, 유량이 세 배가 되면 압력손실이 아홉 배가 된다고 보는지, 80도 온수배관에 폼 폴리에틸렌을 쓰지 않는다고 가르는지에서 갈린다. 용량 계산의 합산 구조와 관경 계산의 순서를 맞게 연결한 선지, 유속 한도와 보온재의 내열 조건을 정확히 짚은 선지가 맞고, 급탕부하를 빼고 난방부하만으로 보일러 출력을 잡는다고 본 선지와 80도 배관에 폼 폴리에틸렌을 쓴다고 본 선지는 어긋난다.
자주 묻는 물음
- 보일러 출력은 어떻게 계산하나요?
- 난방부하에 급탕부하를 더합니다. 급탕부하는 급탕량에 온도차를 곱해 구하고, 난방부하는 배관손실률을 반영해 산출합니다.
- 유량과 유속으로 관경을 어떻게 구하나요?
- 유량을 유속으로 나누어 단면적을 구한 뒤, 원의 넓이 공식으로 지름을 환산합니다. 15,000L/h와 2.4m/s 조건이면 약 47mm입니다.
- 80도 온수배관에 폼 폴리에틸렌을 쓰면 안 되는 이유는 무엇인가요?
- 폼 폴리에틸렌은 내열 한계가 낮아 고온에서 열화되기 때문입니다. 보온재는 배관의 사용 온도에 맞춰 골라야 합니다.
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