개념 한 쪽
난방부하는 실내 온도를 유지하기 위해 외부로 손실되는 열량을 의미하므로 열손실을 중심으로 계산한다. 난방부하 산정에는 열손실 계산, 간이식, 상당 방열면적(EDR) 방식이 주요 방법으로 사용된다. 방열기 설계나 개수 산정은 표준방열량과 방열계수, 평균수온차 등을 이용하여 면적과 쪽수를 역산하는 방식으로 접근한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「난방 및 급탕부하의 계산」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 표준방열량으로 면적 산정 | 1 | 난방부하와 표준방열량으로 필요한 방열면적을 계산하기 |
| 난방부하 정의 판단 | 1 | 난방부하의 개념을 열손실로서 식별하기 |
| 방열기 쪽수 계산 | 1 | 평균수온차와 방열계수를 이용해 방열기 쪽수를 산정하기 |
난방부하는 실내를 설계 조건의 온도로 유지하기 위해 보충해야 하는 열의 양으로 정의한다. 즉, 난방부하는 건물이 외부로 잃는 열의 크기인 열손실을 가리키므로 난방부하 계산은 기본적으로 열손실을 산정하는 과정이다. 실내에서 발생하는 조명·사람·기기 열량은 실내 열획득으로서 난방부하를 줄여주는 요인이므로 난방부하 항목으로 직접 포함하지 않는다.
난방부하 계산 방법은 크게 세 가지로 분류된다. 첫째, 건물 각 부위의 열손실을 정밀하게 계산하는 열손실 계산법이다. 둘째, 건물의 용도나 규모에 따라 경험적 수치를 이용하는 간이식이다. 셋째, 방열면적의 개념을 이용하는 상당 방열면적(EDR) 방식이다. 이 세 가지가 난방부하 산정의 표준적인 방법임을 기억해야 한다.
방열기 관련 설계에서는 표준방열량과 방열계수, 그리고 평균수온차가 핵심 변수이다. 온수방열기의 표준방열량은 통상 1㎡당 약 450 kcal/h 정도로 사용하며, 증기방열기는 더 높은 기준을 가진다. 방열기 한 쪽의 방열량은 쪽당 면적과 방열계수, 평균수온차의 곱으로 산정하며, 총 난방부하를 쪽당 방열량으로 나누어 필요한 쪽수를 구한다.
난방 방식별 특성도 계산에 반영해야 한다. 예를 들어 증기난방은 평균 온도가 온수난방보다 높기 때문에 같은 크기의 방열기라도 방열계수가 커서 더 많은 열을 방출한다. 따라서 방열계수의 상대적 크기와 표준 온도를 문제에서 제시된 수치로 확인하여 계산에 반영해야 한다.
예제 1 — 표준방열량으로 면적 산정하는 방법을 보인다. 예를 들어 방의 필요 난방량을 4,500 kcal/h로 설정하고 온수 방열기의 표준방열량을 450 kcal/㎡·h로 취하면 필요한 방열면적은 4,500 ÷ 450 = 10㎡가 된다. 즉, 난방부하를 표준방열량으로 나누어 방열면적을 구하는 방식이 대표적이다.
예제 2 — 방열기 쪽수 계산 절차를 보인다. 난방부하가 28,000 kcal/h이고, 방열기 쪽당 면적이 0.21 m²이며 방열계수가 7.2 kcal/m²·h·℃, 입구온도 85℃, 출구온도 60℃, 실내온도 20℃인 경우 평균수온차는 (85+60)/2 - 20 = 52.5℃이다. 단위면적당 방열량은 7.2 × 52.5 = 378 kcal/㎡·h이고 총 면적은 28,000 ÷ 378 ≈ 74.07㎡이다. 쪽수는 74.07 ÷ 0.21 ≈ 353쪽이 된다.
난방부하가 4500 kcal/h 인 방의 온수 방열기의 방열면적은 약 몇 m²로 하면 되는가? (단, 방열기 방열량은 표준방열량으로 한다.)
정답 ④ · 방열기의 방열면적을 구하는 공식은 '방열면적 = 난방부하 / 표준방열량'입니다. 온수 방열기의 표준방열량은 일반적으로 약 450~500 kcal/㎡·h 정도로 설정되는 것이 일반적입니다.
방열면적은 난방부하(4500kcal/h)를 표준방열량(약450kcal/㎡h)으로 나누어 약 10㎡로 계산됩니다.
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.
어떤 온수방열기의 입구온도가 85 ℃, 출구온도가 60 ℃ 이고, 실내온도가 20 ℃ 이다. 난방부하가 28000 kcal/h 일 때 필요한 방열기 쪽수는? (단, 방열기 쪽당 방열면적은 0.21 m², 방열계수는 7.2 kcal/m²·h·℃ 이다.)
정답 ② · 온수 방열기의 필요 쪽수를 구하는 계산 문제이다. 먼저 평균수온은 (85+60)/2 = 72.5℃이므로 실내온도와의 평균수온차는 72.5 - 20 = 52.5℃이다.
방열기 쪽수는 난방부하를 단위면적당 방열량으로 나눈 후 쪽당 면적으로 나누어 구한다.
에너지관리기능장 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.