Re:Re:난방비(가스 기름 연탄 화목 보일러) 확실하게 절약하는 방법

[송헌]

한 번의 선택이 평생을 좌우한다는 말을 적용하려니 웃음이 나오는 군요.

화목 소비량도 중요하지만 보일러의 내구성도 고려해야 될 부분입니다.

우선 좋은 보일러의 조건을 살펴 보겠습니다.

같은 량의 물을 밑바닥이 넓은 냄비와 좁은 냄비에 담아서 개스 불에 올려

보면 넓은 쪽이 빨리 끓게 되는 원리를 생각하면  간단하게 이해할 수 있습니다.

 고성능이라는 뉘앙스를 의도하기 위해서 열을 가둬 두는 구조라니 2-2-passs니  4-pass니 하며

스마일 보일러가 최초로 사용했던 표현을 흉내내는 이러한 수식어가 중요한 것이 아니라 열을 받는

보일러의 표表면적 크기를 따져야 합니다. 보일러 전면에 있는 하부 문은 화목이 불타는 연소실입니다. 

그 위는 그을음 청소용 문입니다. 상부 문이 크다는 것은 열을 많이 흡수할 수 있는 파이프가 벌집

마냥 많이 삽입되어 있다는 것을 말해 주는 것이랍니다. 어느 제품의 문이 큰지 알 수 있습니다.

뜨거운 열을 보일러 내 공간에 가둬 둔다고 할 것이 아니라 그 열을 보일러 철판면을 통해서 보일러

속의 물에게 신속하게 전달하기 위한 표면적이 많아야지 가만히 있지 않고 상승하는 뜨거운 기체를

강아지 마냥 발을 묶어서 가둔다는 표현은 적절하지 않습니다. 그렇게 가둬 둔다는데도 폐열이 

150~250도나 된다는 것은 가둬도 소용없다는 반증이겠지요. 다소간 억지로 더디게 사라지게 할

뿐입니다.전열면적이 적다 보니 화목이 연소되면서 발생하는 만큼의  열을 보일러가 미처 흡수할

수 없다는 자가당착으로 들려집니다.

같은 용량의 화목 보일러인데 제품에 따라서 화목을 한 번 투입해도 되는가 하면 3번 투입해야 하는

귀잖은 보일러도 있는데 그렇다고 이처럼 화목을 많이 소모하고 적게 소모하는 것으로 보일러 열효

율을 비교해서는 안됩니다.

난방이 제대로 되지 않기에 화목을 여러 번 투입해야 한다면 저효율 보일러가 맞겠지만 난방이 충분히

이뤄졌지만 댐퍼 기능이 나빠서 화목의 연소를 제어하지 못해서 허비될 수도 있기 때문입니다.

열을 보일러 내부에 가둬 둘 수 있는 구조를 가진 보일러는 없습니다. 내화벽돌이 복사열을 간직할

수는 있지만 열을 가둬 두는 특수한 구조라는 주장은  낮간지럽습니다. 보일러 노내의 열은 보일러 안의

물로 복사 전도되고 고온으로 가벼워진 열기는 기압 차이로 인해서 연도를 통해서 빠져 나갈 수 밖에 없는

 열기를 가둬둔다는 말은 물리적 법칙에도 맞지 않습니다. 다른 방법으로는 밀폐시킬  수 밖에 없는데

그렇게 하면 열로 인해서 팽창되는 힘을 견디지 못하고  끝내 폭발하겠지요.

목초액은 건조가 덜된 화목이 연소되거나 공기량을 줄여서 불완전 연소시키면 발생되는데 반대로 타르

조차 발생되지 않는 다면 배기 온도가 엄청난 고온 연소 현상으로 볼 수 있습니다. 일반적인 화목 보일러는

이렇게 고온 연소를 시키지 않으면 연기 속의 액체들이 보일러 표면에 고착되기에 어쩔 수 없는 불완전

연소로 인해서 열효율 95%가 절대로 될 수 없습니다. 다시 고온 연소가 되면 보일러 표면에 부착되었던

물질들이 타긴 하겠지만 그 흔적들이 표면에 쌓일 수 밖에 없습니다.

화목에서 발생되는 수분과 기체를 재 연소시키는 유니온 터보처럼 동력 팬에 의한 메카니즘이 아닌 자연

연소방식인 지금의 일반적 화목 보일러로는 있을 수 없지요. 일반적인 화목 보일러와 유니온 터보 보일러의

연소 방식을 비유하자면 기름 보일러에 있어서 기름을  호스로 보일러 안에 공급해서 연소시키는 것과 버너의 

노즐을 통한 고압으로 안개처럼 분사시켜서 연소시키는 만큼의 차이로 생각하면 될 것 같습니다.

아무리 열효율이 뛰어난 화목 보일러라고 할지라도 난방을 중지시킬 때 한결 보일러 처럼 즉시 연소가

멈춰지지 않는다면  화목 보일러로서  가치가 없지요. 그렇다고 한결이 열효율이 좋다는 뜻은 아닙니다.

심야 전기 보일러가 아니라면 보일러의 저탕량에 연연할 필요가 없습니다. 저렴했던 심야 전기를 이용하는

것도 아닌 이상 연료를 보일러에 저축해둘 필요가 없다는 뜻입니다.

화목으로 보일러 물을 뜨겁게 비축해둔들 시간이 지나면서 식어 버리니 도리어 낭비라는 것입니다.

지난날 값싼 심야 전기를 이용했을 때라면 어쩔 수 없지만 머 목욕탕 운영하는 것도 아니니 겁나게

큰 보일러를 권하는 잘못된 충고는 잊기 바랍니다.

보일러에 열을 저축해두는 것이 아니라 방바닥에 해 둬야 된다는 뜻입니다. 보일러는 최소 용량이

면적에 맞다 할지라도 그 위 용량으로 사용하면 화목 투입 횟수도 줄일 수 있고 화목도 최소 용량의

보일러 보다 더 절약할 수 있습니다. 바닥이 넓은 냄비를 사용한다는 이치랍니다.

그리고 몇 년 전에 설치한 동진 보일러를 사용하면서 화목을 하루에 3 번씩 넣는 다는 것은 보일러

열효율이 나쁘기도 하지만 단열과 축열이 제대로 된 방이라면 하루 2번으로도 충분하답니다.

방바닥을 쩔쩔 끓게 한들 방바닥 단열이 제대로 안되어 있으면 밑 빠진 독에 물붓는 격이랍니다.

단열과 축열, 제대로 된 방열관 시공 방법에 비하자면 보일러의 중요성은 후차적이라는 것입니다.

자동 댐퍼가 부착된 보일러도 물론이지만 난방이 끝나면  반드시  불문을 닫아야 하는데

그냥 두면 겨울철 차가운 공기가 불문을 통해서 연도로 이동하면서 보일러를 냉각시키기

때문입니다. 냉각된 보일러에 갑자기 고온으로 연소시키면 급격한 팽창 수축으로 인해서

용접부 누수가 발생되는 등 수명이 짧아지게 됩니다. 반대로 사용하지 않는 여름철에는

공기가 통하도록 열어 둬야 합니다.

보일러의 열효율성에 관계되는 폐열 온도는 낮을 수록 보일러 효율이 좋다고 할 수

있습니다. 그렇다고 불완전 연소로 인한 낮은 폐열을 두고 좋다고 하진 않습니다.

시간당 규정된 열을 발생하면서 낮은 온도를 유지해야 한다는 것입니다. 이렇게

정상 연소되면서도 연도에 감아 둔 비닐 테이프가 녹지 않을 정도라면  연료가 적게 

소비되는 좋은 보일러라는 것입니다.

폐열이 150~250도 라는 것은 250도라고 봐야 합니다. 공기량을 줄이거나 화목량을

억지로 적게 해서 150도라는 것은 의미가 없지요. 화목이 연소되면서 발생되는 열은

열교환 면적이 많고 연도까지의 이동거리가 멀수록 열교환이 많이 이루어지는 까닭

으로 해서 폐열온도는 점점 낮아 지게 됩니다.

유니온의 폐열이 150도 이하라는 것은 타 보일러와의  연소 구조를 비교해 보면 쉽게

이해할 수 있습니다. 150~250 도에 비하면 화목이 상당히 적게 사용된다는 것입니다.

아래 사진의 연도 바로 아래를 보면 올라오는 불길의 통로를 막아서 좁게 만들어 뒀습니다. 이것을 두고 열을 가둬 둔다고 설명한다면 이해 곤란입니다. 최상부에 늘어 붙을 수밖에 없는 그을음은 초기의 열효율을 유지시킬 수가 없겠지요. 발생된 열을 보일러 외부면에 최대한 복사시키지 않고 강제로 불길의 통로를 줄여 놓았을 뿐입니다. 도로로 말하자면 병목현상이겠지요. 그래도 차들이 빠져 나가듯 결국은 열기가 빠져 나가게 되고 정체되는 열은 전체 연료 소모량으로 볼 때 의미가 없다는 생각입니다. 그렇지만 저렇게 라도 좁게 막아 두지 않고 연도로 내보내면 짧은 열기 이동 거리로 해서 굴뚝이 홀랑 녹아버릴 정도로 폐열 온도가 대단할 것입니다.

열기가 자연스럽게 빠져 나가지 않도록 막아 둔 것으로 열을 보관한다고 하면 할말 없지요.  마치 방바닥 구들 아래에 커다란 고래가 하나 밖에 없는 것과 다름 없다는 것입니다. 저렇게 열기 이동 통로를 하나로 크게 처리하지 말고 직경 40~50mm 정도의 파이프를 여러 개 삽입해서 그 파이프들 속을 통과 시킨다면 당연히 많은 열을 얻을 수 있겠지요. 2번째 그림의 3차 4차 연소관으로 표기된 관(管)들이 열기를 통과시키면서 복사열로 흡수하게 됩니다. 삽입된 관들이 많을 수룩 열 효율이 높아진다는 것입니다. 그래서 용량보다 한 두 단계 위의 보일러가 화목을 적게 소비한다는 것입니다.  연소실에서 연도까지의 길이를 견줘 봐도 금방 짐작할 수 있습니다. 바로 아래 푸른 물속에 잠복된 파이프는 난방용 연관이나 수관이 아니라 급탕용 온수 동파이프로 보면 됩니다.

                                      (연도가 보일러의 전면 쪽에 있습니다.)

위의 그림은 모 보일러 연소 구조도 입니다. 연소실 화염이 보일러 뒤로 올라가서 다시 앞으로 돌아 나온 후 굴뚝으로 배기되는 연소 방식입니다. 2-PASS 연소방식이라 할 수 있습니다. 보일러 구들로 비유하자면 고래가 한 개로 된 구조입니다. 열을 흡수하는 입체적 전열판이 아니라 그저 멍청한 굴뚝 같다는 생각입니다. 아래 연소실에는 파이프가 노출되어 있는데 파이프 전체를 열기가 감싸는 수관 (水管) 입니다. 파이프 안에 있는 물이 연소열을 흡수하는데 열을 받는 속도가 빠르긴 하지만 수관 외부에 부착되는 물질을 청소하기가 어렵고 고열로 인한 팽창 수축으로 용접부 변형이 우려됩니다. 이러한 수관 역시 2중 3중으로 많을 수록 좋지만 청소를 할 수 없는 결정적인 약점이 있고 내구성에도 문제가 있게 됩니다.

위 사진의 유니온 보일러의 연소 구조도입니다. 연소실 화염이 보일러 뒤를 통해서 앞으로 왔다가 다시 뒤로 돌아 나가면서 연도로 배기되는 구조인데 여러 개 삽입된 파이프들 내부를 통과해서 굴뚝으로 빠져 나가는 벌집 모양의 연관 (燃管) 구조입니다. 열熱 이 횡으로 3번을 이동하는 3-PASS  연소방식입니다. 4-PASS 라고 표시했지만 불길이 닿고 돌아가는 부분인 보일러 후면부 벽을 2차 연소라는 것은 과장된 표현입니다. 그러나 열의 이동이 대부분의 화목 보일러들 처럼 지름이 큰 하나의 통로로 빠져 나가지 않고 그 보다 적은 관경의 여러 개의 파이프 구멍으로 열기가 통과하게 되므로 당연히 열기가 닿는 단면 표면적도 훨씬 많고 전체적 열기이동거리도 훨씬 길다는 것을 알 수 있습니다. 보일러가 열기와 접하게 되는 표면적이 많다보니 그만큼 열량이 훨씬 더 높을 것이라는  것을 쉽게 알 수 있습니다.

                       (연도가 보일러 후면에 있고 재받이가 부착되어있습니다)

유니온 터보 보일러의 구조도입니다. 상부 화실에서 1차 연소가 되고 그 아래 화실에서 2차 연소가 이뤄진 후 화염이 보일러 후면을 통해서 위로 상승했다가 상부에서 다시 전면으로 휘어져 들어 왔다가 위를 통해서 또 다시 뒤로 빠지면서 최종적으로 연도로 배기되는 4-PASS 연소 형식입니다. 열을 받는 보일러의 표면적이 이렇게 많기도 하지만 화목에서 발생된 미연소 개스들을 재연소 시킴으로서  기름보일러 수준으로 열효율이 뛰어나다는 것입니다. 자연연소 방식인 지금까지의 화목 보일러와는 연소 메카니즘에 비하면 획기적이라 할 수 있습니다.

연도의 위치가 보일러의 후면부에 있지 않고  보일러의 전면부에 있게 되면 재나 그을음이 보일러 내로 떨어지게 됩니다. 건조가 덜 된 화목을 저온으로 연소시킬 때 발생되는 물질들을 생각한다면 상당히 단조롭고 안이한 구조라고 생각합니다. 내 개인적으로는 경멸할 수 밖에 없는  깡통 보일러 수준이라는 것입니다. 이와 같이 깡통같은 저효율의 보일러들이 화목 보일러 뿐 아니라 기름 보일러에 특히 많은 편이라 하겠습니다. 그렇지만 좋은 보일러는 무겁고 다소 비싸다는 이유로 외면 받게 되지만 대부분의 소비자들은 나무꾼님과는 달리 알아 채지도 못한답니다.

특정 업체를 홍보하는 것이 아닌가 하는 생각이 들기도 하지만 설명하는 대로 대충 비교를 해봐도 어떤 구조가 열을 더 많이 흡수할 수 있는지를 쉽게 판단할 수 있습니다. 나무꾼님의 요청에 의해서 난방비용을 줄일 수 있는 방법을 객관적으로 비교 분석했을 뿐입니다. 내구성과 실용성 및 최저의 유지 관리비용을 위한 건축자재와 시공방법 등 실전 지향적 취향이다 보니  장단점을 그럭저럭 파악할 수 있습니다.

[하동아씨]

아... 다 읽어봐도 저도 뭔 말들인지 어렵고, 오늘은 무슨 일이 있어도 저희 신랑보고 읽어봐라 해야겠네요.
문자는 받았고, 봐야지 하던데도...
계속 늦게 들어오거나 아님 피곤해서 컴 앞에는 앉아보지도 못하고 푹 퍼지거나 곯아 떨어지고~^^;;