영하의 방바닥을 50도의 구들로 만드는데 필요한 시간과 나무

[김기한 MisoStove]

작은세상에 내려오면 제가 사용하는 사무실 겸 잠자리는 지난 여름 회원 여러분과 함께 만든 컨테이너 찜질방입니다. 미소1호 사용과 관련해 컨테이너 찜질방에서 다양한 실험을 하고 있는데 오늘은 추운 겨울날씨에 꽁꽁 얼어붙은 영하의 방바닥을 50도까지 올리는데 어느 정도의 시간과 어느 정도의 나무가 필요한지 알아봅니다.

이번 실험은 저녁 8시30분부터 새벽 12시30분까지 네 시간 동안 실내의 온도 변화와 바닥의 온도 변화를 체크해봤습니다.

(중간 부분은 데이터 기록이니까 자세히 따져 보지 않으셔도 되고 마지막 요약만 보셔도 됩니다 ^_^)

# 바닥 온도 변화 체크

주말에 아무도 사용하지 않은 곳이어서 불을 지피기전 바닥온도는 영하 1.8도, 말그대로 냉골입니다. 외부 온도는 영하 3도, 실내 온도는 영상 1도네요.

미소1호에 불을 지피면 고래가 지나가는 순서에 따라 방바닥 온도가 올라갑니다. 미소1호 가까이 있는 곳이 먼저 따듯해지고 뜨거운 연기가 배출기로 빠지는 곳이 천천히 데펴집니다.

사용하는 나무 양에 따라 다르겠지만, 오늘 사용한 양으로는 방바닥 전체는 아니지만 고래가 지나가는 중간 정도 지점의 방바닥 온도가 50도까지 올라가는데 2시간 정도 걸립니다.

고래가 꺽이는 곳과 고래가 지나는 곳 그리고 고래와 고래 사이에 있는 바닥의 온도는 다르게 나타납니다.

40cm 정도의 간격으로 고래를 놓고 고래와 고래 사이는 U자 형태의 관으로 연결됩니다. 아래 사진에서처럼 고래가 U자로 연결되는 부분의 온도는 51.6도 이고, 고래가 지나는 곳은 41.6도 그리고 고래와 고래 사이의 바닥 온도는 23.6 도입니다. 불을 지핀지 두어시간 지난 10:40에 체크한 바닥 온도입니다.

시간별로 같은 곳의 바닥 온도 변화를 체크해봤습니다. 체크한 곳은 전체 고래가 놓인 곳 중에서 중간 정도 부분입니다.

불을 지피기 전인 8:30에 영하 1.8도, 8:59에 11.7도, 9:31에 30.9도, 9:41에 44.2도입니다. 고래가 지나는 앞부분은 체크한 곳보다 좀 더 높을 것이고 뒷 부분의 바닥 온도는 좀 낮을 겁니다.

사용하는 나무 양이 많을수록 바닥온도를 더 빨리 올릴 수 있겠지만, 오늘 실험에 사용한 양으로는 1시간 정도 지나면 고래가 지나는 부분의 온도는 40도 정도이고 고래와 고래 사이의 바닥 온도는 20도 정도로 생각할 수 있습니다.

참고로 어느 정도의 시간이 지나면 방바닥 전체의 온도가 고르게 되는데, 아래 사진은 새벽 1:30에 체크한 것입니다. 불을 지핀지 5시간 정도 지났고 바닥 온도는 30도 정도인데 고래가 지나는 곳과 고래와 고래 사이의 온도차가 별로 없습니다.

# 사용한 나무의 양

지난 늦여름(9월12일)에 실험했던 자료(참나무 여섯토막으로 구들 난방이 가능할까요?)와 비교해보면 당시에는 참나무 여섯 토막으로 실험했던 것인데 오늘은 열 토막 정도의 양을 사용한 것입니다. 

지난 늦여름 실험해서는 한 망에 17개가 들어있는 조금 굵은 나무를 사용했고 오늘은 한 망에 27개가 들어있는 캠핑목로 사용하는 그때보다는 얇은 나무를 사용합니다.

아래 사진처럼 한 망에 들어있는 27개 조각 중에서 15조각을 사용합니다. 참고로 실험에 사용한 참나무는 화성에 있는 키다리장작에서 구입해 실험의 객관성을 높였습니다. 그래도 지난 늦여름에 구입한 것이 잘 마른 나무였고 오늘 구입한 나무는 수증기가 많이 나올 정도로 수분이 많았네요.

27개 조각중 7조각을 먼저 화실에 넣고 숯이 만들어진 30분 뒤에 8조각을 더 넣었습니다. 나중에 넣은 8조각도 숯으로 변할 때까지 1시간반 정도 걸렸습니다.

실험중에는 연소를 빠르게 하기 위해 화실 문 두 개 또는 세개 모두 닫아주었는데, 평상시 사용처럼 화실문을 모두 열어주었다면 숯이 될 때까지 나무가 타는 시간이 좀더 늘어날 수도 있습니다.

위 사진은 10:07에 찍은 사진입니다. 참나무가 숯으로 변한 다음에는 원적외선 찜질로 건강도 챙길 수 있는데, 이 때 숯의 온도를 측정해 봤습니다. 높은 곳은 800도가 넘게 나오는데 대략 750도 이상의 열을 품고 있습니다.

화실 가까이 앉아 있으면 화실의 숯으로부터 나오는 원적외선 찜질이 가능합니다. 10분 정도만 앉아 있어도 땀이 흐를 정도가 됩니다.

이런 숯의 열은 서너시간 지속되는데, 아래 사진은 11:03에 체크한 것입니다. 위 사진에 비해 1시간 정도 지났지만 숯의 열은 400도가 넘고, 화실 위와 옆은 105도 정도의 열을 품고 있고, 발열통 꼭대기는 60도 정도로 낮아집니다.

발열통은 나무 연소시에는 500도~800도 까지 올라가지만 나무가 다 타고 숯이 되면 열이 식게 됩니다. 하지만 화실에 남아있는 숯이 실내 및 바닥을 데워줍니다.

# 실내 온도 변화 체크

실내 온도는 천정과 바닥 두 곳의 온도 변화를 체크합니다. 열이 위로 올라가기 때문에 천정쪽이 먼저 따듯해지고 바닥쪽이 천천히 따듯해집니다.

천정 근처의 온도 변화는 아래와 같습니다.

방바닥 근처의 온도 변화는 아래와 같습니다.

시간별로 체크해봤습니다.

08:30 1도
08:42 2도
08:57 바닥 6.6도 천정 12.5도
09:30 바닥 18.0도 천정 31.5도
10:00 바닥 20.2도 천정 29.7도
10:37 바닥 20.5도 천정 28.0도
11:00 바닥 22.1도
11:31 바닥 22.3도 천정 28.2도
00:05 바닥 21.5도 천정 26.5도

불을 지피고 1시간 지났을 때 천정 근처 온도는 30도 넘게 올라갑니다. 시간이 지나면서 천정 근처의 온도는 조금씩 내려가고 바닥 근처의 온도는 조금씩 올라갑니다.

바닥 근처의 실내 온도가 올라가는 이유는 천정의 더운 열이 아래로 내려오는 영향도 있고 데펴진 바닥의 열 그리고 아직 숯이 남아있는 화실의 열 때문입니다.

# 실험 요약

작은세상의 미소난로는 가능한 연소율을 높여 화목난로의 효율성을 높이고 더불어 나무 사용량을 줄여 자연에 덜 미안한 세상을 만들기 위해 노력합니다.

장소의 단열 상태, 날씨와 같은 사용환경 또는 사용자의 사용벙법 등 따라 모든 실험이 동일한 결과라고 할 수는 없습니다. 나무를 더 많이 사용할수록 실내 또는 바닥이 그만큼 더 따듯해지는 것도 사실입니다.

이 실험은 단열 상태가 그리 좋지 않은 5평 크기의 컨테이너에 미소1호를 설치한 상태에서 진행된 것을 참고해주면 좋겠습니다.

여러 데이터를 기록하느라 부분적으로 이해하기 함든 부분이 있을 듯 합니다. 꼼꼼하게 캐 볼 이유는 없을 듯 하고 아래의 요약만 참고해주시면 좋겠습니다.

위 사진에서 보여주는 만큼 사용한 나무의 양은 아마도 지름 20cm에 길이 30cm 정도인 통나무 1개와 엇비슷할 듯 합니다.

이런 크기의 통나무 1개를 빠르게 태우는데 90분 정도 걸렸습니다.

나무가 연소되어 숯이 되는 90분 동안에 실내의 온도는 1도에서 천정 부근은 30도, 바닥 부근은 20도로 올라갔습니다. 바닥 온도는 -1.8도에서 고래가 지나가는 곳은 45도, 고래와 고래 사이는 23도 정도로 올라갔습니다.

지름 20cm에 길이 30cm 정도 크기의 통나무 1개로 90분만에 실내를 따듯하게 만들었습니다. 요게 오늘 실험의 결론입니다.

찜질방처럼 실내 온도를 40도 이상 바닥 온도를 50도 이상 아주 뜨겁게 즐기고 싶다면 이런 크기의 통나무 하나만 더 사용하면 될 겁니다. 어느 정도 열이 받은 상태에서는 실내와 바닥 모두 더빠르게 올라가니까요.

긴 글 읽어주셔서 고맙습니다.

[다둥이네]

ㅎㅎ
훌~륭합니다.^^*

[낭만자객]

와우~~부럽~~

[청동하늘]

참좋은 날로입니다
아파트에 시공 가능한 날로 원한니다

[건데기]

감사합니다
건강하세요

[석류지기]

대단합니다
저도 계획을 차분히 세워보겠습니다

[소양강]

대단하십니다

[진달래]

잘보았습니다. 감사합니다.

[차칸남자]

감사합니다.^&^

[비건]

훌륭합니다.

[만봉]

액설런트~~!!