개념 한 쪽
보일러의 출력을 결정하려면 건물에 필요한 난방부하를 정확히 산정해야 한다. 난방부하는 건물에서 외부로 빠져나가는 열량, 즉 열손실을 보충하기 위해 필요한 열량을 뜻한다. 난방부하의 산정 방법과 난방기구의 표준방열량을 이용한 방열기 매수 계산을 이해하면 보일러 용량 결정을 수행할 수 있다.
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출제기준 단원 「보일러의 용량 결정」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 부하에 포함되는 항목 판정 | 1 | 난방부하의 정의와 포함·비포함 항목을 가리기 |
| 옥내 보일러 설치 기준 판단 | 1 | 옥내 설치 시 안전기준 설명의 옳고 그름을 판정하기 |
| 방열기 매수 계산 | 1 | 난방부하와 표준방열량으로 방열기 매수를 계산하기 |
난방부하는 실내 온도를 유지하기 위해 보충해야 하는 열의 양, 다시 말해 열손실량을 의미한다. 난방부하는 건물의 전열면적, 열관류율, 그리고 실내외 온도차의 곱으로 산정되는 열손실 공식(Q=UAΔT)에 의해 결정되므로, 이 세 변수는 부하 계산의 핵심 변수가 된다. 전열면적이나 열관류율, 온도차가 변하면 난방부하도 비례하여 변한다.
난방부하를 계산하는 대표적인 방법은 세 가지로 정리할 수 있다. 첫째, 건물의 열손실을 정밀하게 계산하는 열손실 계산법이다. 둘째, 건물의 용도나 크기 등에 따라 경험적 값을 적용하는 간이식 방법이다. 셋째, 방열기의 상당방열면적(EDR)을 이용하는 방법이다. 예열부하 계산이나 예열부하계수는 일반적인 건물 난방부하 산정의 표준 방법에는 포함되지 않는다.
난방부하 산정 시에는 실내에서 발생하는 전등, 사람, 기기 등의 내부 열원은 난방부하를 줄여주는 요소로 취급한다. 따라서 난방부하는 열손실을 중심으로 산정하고, 내부 열획득은 부하에서 감산하거나 별도로 고려한다. 난방부하 감소 방법은 주로 건물의 열손실을 줄이는 조치, 예를 들어 복층유리 시공이나 공기누출 최소화 등으로 접근한다.
증기난방과 온수난방의 방열특성도 용도에 따라 구분하여 이해해야 한다. 증기난방은 온수난방보다 표준 온도가 높아 동일 면적에서 더 많은 열을 방출하므로 방열계수가 크다. 각 난방 방식에는 기준 온도와 표준방열량이 부여되며, 이를 이용하여 필요한 방열면적과 방열기 매수를 산정한다.
문제 예시: 예를 들어 필요 난방량이 시간당 3000 kcal인 경우이고 증기난방의 표준방열량이 650 kcal/m²·h이며 방열기 1매당 방열면적이 0.26 m²일 때 필요한 방열기 매수를 구한다. 계산 순서는 먼저 필요 방열면적 = 난방부하 ÷ 표준방열량 이고, 이어서 매수 = 필요 방열면적 ÷ 1매당 면적이다. 수치 대입으로 필요면적 = 3000 ÷ 650 ≈ 4.615 m²이고, 매수 = 4.615 ÷ 0.26 ≈ 17.75매이므로 소수점을 올림하여 18매가 필요하다.
오답 유도 포인트: 난방부하 산정에 예열부하계수나 내부 열원을 부하로 포함하면 오답이 된다. 또한 방열기 매수 계산에서는 면적을 구한 뒤 매수로 변환하는 두 단계 순서를 지켜야 한다.
난방부하를 계산할 때 고려하지 않아도 좋은 것은?
정답 ④ · 난방부하 계산 시 고려하지 않아도 되는 항목을 찾는 문제이다. 난방부하는 실내에서 외부로 빠져나가는 열손실량으로 정의되므로 벽체를 통과하는 열량, 유리창을 통과하는 열량, 창문 틈새 등 환기로 인한 열량은 모두 열손실 항목으로 반드시 계산에 포함된다.
난방부하 계산 시 실내 열원을 생성하는 전등 등의 열량은 부하 감소 요인으로 고려하지 않는다.
보일러 설치·시공 기준에 따라 보일러를 옥내에 설치하는 경우의 설명으로 잘못된 것은? (단, 소형보일러가 아닌 경우임)
정답 ④ · 보일러 옥내 설치 기준에서 잘못된 설명을 고르는 문제이다. 옥내 설치 시 보일러는 불연성 물질의 격벽으로 구분된 장소에 설치해야 하고, 도시가스처럼 공기보다 가벼운 가스를 쓸 때는 가스 누출에 대비해 환기구를 가능한 한 높게 설치해야 한다.
보일러실 연료 저장 시 1m 거리 규정은 없으며, 불연 격벽·높은 환기구·조명 확보가 필수 기준이다.
난방부하 계산과 관련한 설명 중 틀린 것은?
정답 ② · 난방부하 계산 관련 설명 중 틀린 것을 고르는 문제이다. 방열기의 방열계수는 방열기 표면 온도가 높을수록 커지는데, 증기난방은 방열기 평균온도가 약 102℃로 온수난방의 80℃보다 높다.
온수난방의 방열계수는 증기난방보다 작으므로, 방열계수가 크다고 한 ②번이 틀린 설명이다.
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