깡통난로,벽돌난로,두일난로 의 비교!!

[이휴]

제 1 장    상향식 난로의 비교

 

                                                                       그림 1 상향식 난로의 비교

간혹 두일난로를 제대로 이해하지 못하는 분들이 있어 올려봅니다. 

또는 과장 광고라고 하시는 분들도 있어서 설명드리려고 합니다.

그림 (a) (b) (c) 는 같은 크기의 깡통난로, 벽돌난로(적정기술난로), 두일난로의 개념도입니다.

먼저 소위 깡통난로라고 하는 (a) 형 난로입니다. 

가격이 싸지만 연소효율이 낮아 연기와 목초액 발생이 심하고 난방효율도 그리 높지 못합니다. 

내부공간이 무척 넓어서 장작을 아주 많이 투입할 수 있다는게 장점입니다.

연소실 폭이 벽돌난로보다 2배 가깝게 크기 때문에 연소실 부피는 8배나 크며 어마어마한 양의 장작 투입이 가능하기 때문에

장작을 가득 넣고 불을 피울 때의 화력은 엄청납니다... 그러나 순식간에 장작이 다 타버리고 연비라는 측면에서는 에너지 낭비가 극심한 구조입니다.

나무가 무한히 많고 부지런히 장작을 투입할 느긋한 성격이라면 이 난로도 그럭저럭 사용할만은 합니다.

 

(b)형 난로입니다. 

최근에 대세인 난로형태입니다. 

편의상 벽돌난로라고 불렀지만 적정기술 난로라고 부를 수도 있을 것 같습니다. 

거의 대부분의 유럽국가와 선진국 회사의 화목난로 기본형입니다. 

물론 회사마다 조금씩 구조에 차이가 있지만 개념에 있어서는 차이가 없습니다. 

깡통난로의 낮은 연소효율을 개선하려고 개발된 형태이고 연소실과 발열실로 나누어 설계하게 됩니다. 

국내의 모든 적정기술 난로의 기본형이기도 합니다.

연소실이 벽돌류의 단열재로 단열되어서 고온연소되기 때문에 연소효율이 크게 개선되고 연기와 목초액 발생이 줄어듭니다만... 

불행하게도 발열공간 부족으로 난방이라는 난로의 기본속성에서는 깡통난로에 비하여 개선된 게 없다고 할 수 있습니다.

그래서 소비자들은 제조사에서 권장하는 별도의 발열통을 달거나 별도의 발열통이 제공되지 않으면 발열통을 스스로 제작하여 다는 경우가 많습니다.

특히 고급형 화목난로들은 미관을 크게 해치는 발열통을 제공하지 않는 경우가 대부분이기 때문에 수백만이 넘는 고급형 화목난로들은 세월이 지나면서 장식품으로 전락하는 경우가 많습니다.

또 연소실 사이즈도 대폭 줄어들기 때문에 장작을 많이 투입할 수 없어서 자주 넣어줘야하는 단점과 난로 무게가 지나치게 무거워져 설치, 운송, 관리등이 힘든 것도 단점으로 지적되고 있습니다.

 

 

(c) 두일난로의 기본형입니다. 

깡통난로보다는 연소실 공간이 줄어들지만 벽돌난로보다는 연소실 공간을 매우 크게 확보할 수 있습니다. 

통상 두일난로는 1~2센티 정도의 공기예열공간을 갖도록 설계합니다 이것만으로도 20센티 두께의 벽돌보다 높은 단열성을 얻을 수 있기 때문입니다. 

따라서 연소효율이 벽돌난로보다 높아지고 공간 활용성또한 개선되게 됩니다.

그림에서 보듯이 발열효율면에서도 벽돌난로보다 크게 개선됩니다. 

그렇다면 깡통난로와 두일난로의 발열효율은 어떨까요?

언듯 전면이 발열된다는 점에서 두 형태의 난로가 발열효율면에서 차이가 없을 것 같아 보입니다.

그러나 그렇지 않습니다.

그것은 불과 난로 표면사이의 거리에 의한 차이가 있기 때문입니다. 

열에너지는 거리의 제곱에 비례해서 감소됩니다. 

즉, 불의 중심부와 난로표면사이의 거리가 멀면 전달되는 열량이 급속도로 줄어들게 됩니다.  

깡통난로는 장작이 가득 채워져 있을 때를 제외하곤 화력중심부와 난로표면사이의 거리가 멀기 때문에 두일난로에 비하여 발열효율이 떨어지게 되는 것입니다.

두일난로는 2차 연소된 불길이 난로 표면과 최소의 거리를 두고 흐르도록 설계되어 있기 때문에 발열효율이 최적화 되어 있습니다.

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두일난로는 제품별로 세계 1위의 발열량,  세계 1위의 연소효율, 세계1위의 연소시간을 갖고 있습니다. 

무슨 근거로 이렇게 말하느냐? 하면... 두일난로를 능가할 화목난로 구조가 아직까지 이론적으로 제시된 적이 없기 때문입니다. 물론 같은 크기의 난로를 비교로 할 때를 말합니다... 난로 사이즈를 아주 크게 하면 발열량이 그에 맞게 늘어날 수 있습니다. 사이즈가 커진 난로내부에 내화벽돌을 두껍게 쌓으면 연소효율을 크게 개선할 수 있습니다...  이런 경우는 비교에서 제외되어야겠죠.

 

다음의 표는 난로별 효율을 나타낸 것입니다.

난방효율은 연소효율과 발열효율의 곱으로 나타나며 두일난로가 깡통난로에 비하여 약 3배, 벽돌난로에 비하여 약 2배의 발열량을 보이는 이유입니다.

이 표는 위의 그림을 근거로 근사적으로 산출된 것입니다만...

실제로 각 난로회사에서 발표한 발열량을 보면

깡통난로의 경우 발열량을 발표하는 경우가 거의 없고,

팝(28K Watt)이고

팝과 동급의 벽돌난로들이 통상 10~15Kwatt 로 발표되고 있습니다.

  

표 1.    상향식 난로의 낭방효율 비교

	연소효율	발열효율	난방효율(%) = 연소효율 × 발열효율
깡통난로	0.5	0.5	25%
벽돌난로	0.8	0.4	32%
두일난로	0.9	0.7	63%

그렇다면 두일난로는 단점이 없는가?

지금까지 두가지 단점이 제시되고 있습니다

 

첫번째 이상적인 발열효율과 연소효율 그리고 공간활용성을 극대화 하도록 설계하다보니 난로 내부의 모든 공간이 의미가 있게 됩니다. 이는 역설적으로 이 공간이 어느 한곳이라도 막힐 경우 효율이 급격히 떨어진다는 의미가 됩니다. 

작년에 출시한 팝의 경우 1년 이상은 난로 내부청소 없이 효율저하가 일어나지 않도록 설계하였습니다. 하지만 일부 고객께서는 잦은 내부 청소를 단점으로 지적하셨습니다.  원인을 찾아보니 연통설치가 실내가 낮게 된 경우가 가장 큰 원인이었습니다. 이 경우 모든 불순물이 난로 내부로 흘러들어와 불 흐름을 방해했던 것입니다. 이러한 현상은 깡통난로에서는 걱정할 게 없습니다... 내부공간이 뻥 뚫려있기 때문에 그 공간이 막히려면 100년은 걸릴 것이기 때문입니다. 그러나 벽돌난로와 두일난로는 공간활용성을 극대화 하도록 설계하는 경우가 많습니다.

공간을 넉넉히 확보하면 청소주기는 길어집니다만 발열효율은 급격히 나빠지고 연소실까지 좁아지게 됩니다. 그래서 내린 결론은 청소를 쉽게 하도록 설계하자 입니다.

금년도 부터 출시되는 모든 두일난로 역시 공간활용성을 최적화 시켰습니다.  그 대신 청소가 쉽도록 설계하였습니다.

두번째 단점으로 지적되는 사항은 내구성입니다. 

경쟁사로부터 가장 많은 공격을 받는 부분이죠 ㅎㅎㅎ

벽돌이 없으면 철판이 보호되지 못한다!!!

이 부분에 대해선 저또한 가장 큰 고민입니다...

두일난로 는 3중 난로이고

가장 안쪽의 연소실은 평균 800도 내외

중간의 공기예열실은 400도 내외

바깥쪽의 난로 본체는 평균 200도 내외의 분포를 보입니다.

결국 가장 고온에 노출되는 부위는 연소실...

연소실의 내구성 문제를 어떻게 해결할 것인가...

작년 한해동안 연소실의 내구성문제로 리콜된 난로는 없었습니다. 

경험상 2티 철판난로를 15년 이상 부식없이 사용해왔지만 

두일난로의 연소실 수명은 예측하기 힘이 듭니다. 이런 구조의 난로가 없었기 때문입니다.

전문가 자문을 받아봤지만 다양한 의견을 주십니다.

아무튼 언젠간 연소실이 소진될 것이고 그러한 경우는 대비해야 할 것 같습니다.

고민끝에 내린 전략은... 두가지 입니다...

전략 1 : 연소실은 소모품이다!!! 연소실 교체를 쉽도록 조립식으로 만들고 저렴하게 공급한다... 이번에 출시하는 하이트의 경우 연소실 레이저 가공비는 원가가 약 2만원... 기타 비용을 추가하더라도... 벽돌만큼 싸게 공급할 수 있을 것 같습니다...

 

발열량이 2배라는것은 같은 열량을 낼 때 장작 소모량이 1/2 라는 의미입니다. 즉 벽돌난로 사용시 1년간 장작비용이 200만원이라면 두일난로 사용시 장작비용은 100만원으로 줄게되고 매년 두일난로의 연소실을 교환해도 벽돌난로보다 경제적이라는 결론에 도달합니다.

전략 2 : 스텐레스 연소실을 옵션으로 공급한다. 스텐레스 재료비는 일반 철판의 5배!!!  상당히 부담이 됩니다만... 금년도 모든 두일난로 를 조립식으로 설계하였기 때문에 특정 부품만 스텐레스로 만드는 것은 아무 문제가 되지 않습니다... 

또한가지는 스텐레스 라이너의 제공입니다. 즉 일반 철판과 스텐레스를 두겹으로 제공하는 것입니다. 이것은 오페라에서 부터 옵션으로 제공할 계획입니다.

    

제 2 장    하향식 난로의 비교

 

하향식 난로 역시 크게 3가지 종류로 나눌 수 있다.

깡통식 하향난로, 벽돌식 하향난로, 두일난로 하향식이 그것이다

그림 1의 상향식 난로를 뒤집으면 하향식 난로가 된다. 그림 2는 그림 1을 아무 수정없이 뒤집은 것으로 하향식 난로의 비교도이다.

 

                                                                       그림 2  하향식 난로의 비교 1

그러나 그림 2와 같이 하향식 난로를 설계하기에는 무리가 있으므로 약간의 수정이 필요하게 된다. 그림 3은 기본적으로 수정된 하향식 난로의 비교도이다.

 

                                                                       그림 3  하향식 난로의 비교 2

먼저

(a) 깡통식 하향난로를 살펴보면...

연통만 아래로 옮겨진 형태가 된다. 물론 그레이트(받침대), 재받이 공기주입구등이 빠져있는 상태이지만... 대략적으로 보면 J형 로켓스토브의 형태가 된다.상향식과 별 다른 차이가 없어보이지만 연소효율면에서 큰 차이가 나타나게 된다. 화목에서 발생한 연기가 가장 뜨거운 아랫부분을 지나면서 재연소되는 현상이 있기 때문이다. 따라서 연소효율이 0.5에서 0.8 정도로 30%나 향상된다. 발열효율면에서는 상향식과 하향식의 차이는 없다.

 

(b) 벽돌식 하향난로를 살펴보면 그림 2에서 처럼 연소실을 위에 두고 발열실을 아래에 두도록 설계하는 경우는 드물고

그림 3처럼 대폭 수정한 형태가 많이 설계되고 있다.

연소실의 불길을 우회 통로를 통해 상부의 발열실로 보내도록 설계된 난로가 대부분이다. 하부의 불길을 상부로 보내는 방법은 여러가지가 있을 수 있는데...

그림에서 처럼 우회통로를 외부로 빼서 설계하는 방법과 내부로 지나가게 설계하는 방법이 있다.

최근에는 두일난로의 전면 발열기술을 인용하여 연소실을 난로 본체가 감싸도록 설계하는 경우도 있다. 이 경우 발열 효율이 매우 좋아지게 되지만 연소실이 지나치게 좁아지는 단점이 생긴다.

벽돌식에서 상향과 하향은 발열효율에서는 차이가 없고 연소효율은 하향식이 약 10~20% 정도 높아진다. 그러나 내화 벽돌을 두껍게 쓰고 연소실 전체를 감쌀수록 상향식과 하향식의 연소효율 차이는 줄어들게 된다.

 

(c)두일난로를 살펴보면...

신기하게도 상향식 두일난로를 뒤집으면 바로 하향식 두일난로가 됨을 알 수 있다.
완벽한 대칭구조이다 보니 발열효율에서 상향식과 하향식은 전혀 차이가 없다

연소효율에서는 어떨까?

체감할 수 없는 정도이다.... 대략 5% 정도 이내라고 볼 수 있다.  그 이유는 연소실의 온도분포와 관련이 있다. 연소실이 단열이 잘될수록 연소실의 상부와 하부의 온도차이는 없어지게 되는데 만약 연소실의 상부와 하부의 온도차이가 전혀 없다면 햐향식 난로의 잇점이 없어지게 되는 것이다.

즉 연소실 상부가 하부처럼 고온이라면 가스화 연소 또는  2차 연소가 연소실 상부에서도 똑같이 일어나기 때문이다.

 

이상의 결과들을 정리하면 표 2와 같이 된다.

 

 

표 2.    하향식 난로의 난방효율 비교 

	연소효율	발열효율	난방효율(%) = 연소효율 × 발열효율
깡통난로	0.8	0.5	40%
벽돌난로	0.9	0.4	36%
두일난로	0.95	0.7	66.5%

출처-두일난로 본사카페 -작성자 보돌아베

[바보]

좋은 난로 네요
감사합니다

[이휴]

즐겁게 봐주시면 저야말로 감사하죠 ㅎㅎ

[금강]

설명이넘길어서 폰으로보기는 눈이 아퍼유