개념 한 쪽
난방부하는 실내온도를 유지하기 위해 외부로 손실되는 열량을 의미한다. 난방부하 산정에는 열손실 계산, 간이식, 상당 방열면적(EDR) 방법이 주로 사용된다. 온수난방과 증기난방의 표준 기준 온도와 표준방열량 등 방식별 특성을 알고 있으면 문제 해결에 유리하다.
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출제기준 단원 「난방 및 급탕부하의 종류」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 열손실 항목 식별 | 1 | 난방부하의 정의와 열손실 항목을 가려내기 |
| 난방부하 수치계산 | 1 | Q=A×ΔT×k×E 공식을 적용한 난방부하 산출 |
| 난방방식별 특성 판별 | 1 | 온수·증기 난방의 방열계수와 표준조건 비교 |
난방부하는 실내온도를 설계 조건으로 유지하기 위해 보충해야 하는 열의 양, 즉 건물이 외부로 잃는 열량으로 정의한다. 따라서 난방부하를 산정할 때는 벽체·창문 등을 통한 전열과 환기열 등 열손실 항목을 우선 고려한다. 난방부하는 열손실의 개념이며, 보일러나 방열기의 용량 자체가 아닌 필요 열량을 뜻한다.
난방부하를 계산하는 대표적 방법은 세 가지로 정리된다. 첫째, 건물의 각 부위별 열손실을 정밀하게 계산하는 열손실 계산법이다. 둘째, 건물 용도나 규모에 따라 경험적 값을 적용하는 간이식 방법이다. 셋째, 방열기의 방열면적을 기준으로 산정하는 상당 방열면적(EDR) 방법이다. 이 세 가지가 난방부하 산정의 기본 축을 이룬다.
난방부하 계산에서 내부 열원인 조명·사람·기기 등에서 발생하는 열은 실내로 들어오는 열량으로 부하를 감소시키는 요인이므로, 난방부하 항목으로 직접 포함하지 않고 감산하거나 무시하는 방식으로 처리한다. 반대로 예열부하 같은 설비·공정 특유의 열량은 일반적인 건물 난방부하 산정의 기본 방법에는 포함되지 않는다.
난방 방식별 표준 조건도 출제에 자주 등장하므로 숙지해야 한다. 온수난방의 표준 평균온도 기준은 80℃이며 표준방열량 예시는 450kcal 수준으로 언급되며, 증기난방의 표준 평균온도 기준은 102℃이며 표준방열량 예시는 650kcal 수준으로 제시된다. 증기난방은 평균온도가 높아 같은 방열기에서 방열계수가 더 큰 특징을 보인다.
벽체 면적 48m², 실내 20℃, 외기 -12℃, 열관류율은 6 kcal/(m²·h·℃), 방향 보정계수는 1.05일 때 난방부하를 Q = A × ΔT × k × E로 계산한다. ΔT는 20 - (-12) = 32℃이므로 Q = 48 × 32 × 6 × 1.05 = 9,676.8 kcal/h ≒ 9,677 kcal/h가 된다. 계산 문제에서는 온도차의 부호와 방위계수 적용을 반드시 확인한다.
또 다른 유형으로는 방열기 기준치 비교 문제가 출제된다. 이때는 온수 80℃, 증기 102℃라는 기준값과 증기난방이 온수난방보다 높은 방열계수를 갖는다는 원리를 적용해 정답을 찾는다.
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 기초가 받는 하중을 계산할 때 고압이 작용하는 과열기의 하중은?
정답 ③ · 보일러 기초 하중 계산 시 과열기 하중의 산정 기준을 묻는 문제이다. 기초가 받는 하중은 설비의 고정 하중과 내부 매체의 중량을 모두 포함하여 계산하는 것이 원칙이다.
보일러 기초 하중 계산 시 과열기의 하중은 관 자체의 중량과 관 내부에 채워진 증기(또는 물)의 중량을 합한 총중량으로 간주합니다.
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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