보일러에 대한 상식적 이야기

[임도교]

우리 주변에는 여러종류의 보일러가 있다. 

하지만 우리가 제대로 알고 있는 분들은 의외로 많지 않다. 

보일러는 크게 2종류로 나눌 수 있다. 

기름 또는 가스(도시가스,LPG)를 사용하는 화석연료 중심의 보일러와 전기를 사용하는 보일러다. 

보일러는 물을 가온시키는 것이 목적이다. 

즉 물을 냉각시키거나, 냉방을 하는 것은 아니다. 

가온된 물을 난방 또는 온수 그 목적에 맞게 적용할 뿐이다.  수영장에 적용하는 하는 것도 

여러용도 중 하나의 방법일 뿐이다. 

이 보일러는 기본적으로 물을 가온하기 위해  직접 연료를 소비한다. 기름 또는 가스가 연소되면서 

생기는 불꽃으로 물을 가열하거나,  코일에 전기을 흘려 가열한 후(빨~갛~게 변한 코일을 많이 보셨을 걸요)

이를 물에  직접넣거나  간접적으로 접촉하게 하여 물을 가온한다. 

따라서 보일러의 효율이 100% 이상 나오지 않는다. 

가스/기름이 연소하면서 생기는  열손실, 전기 도체를 가열하면서 생기는 연손실, 가열된 물을 전달하면서 

생기는 열손실등으로 인하여 소비연료대비 열량생산 비율이 100%를 넘지 않는다.  

보일러에 부착된 열량표에 효율 90%, 85% 등이 기록된것을 볼 수 있다.  

이러한 요인 때문에 100% 이상 나오는 보일러가 이 세상에 존재하지 않는다. 

다른 재료와 융합하여 열량을  추가적으로 생산하지 않는 한... 

이온전기 보일러라는 것이 있다. 이 또는 99% 부착되어 있다. 일반적으로 전기 보일러는 90%의  미만의

효율 제품이다.  그것은 코일, 또는 크롬과 니켈을 합성하여 만든 일명 '히터봉" 이라는  전기도체에 전기를

흘러보내 열을 생산하기  때문이다.   

업체에 의하면 전기 도체를 사용하지 않고 전자의 흐름 즉 이온을 충돌시켜 발생하기 때문에 효율이 높다는 

설명이다.  업체의 논리가 맞다면 혁신 제품임에 틀림업다. 코일 또는 히터봉을 사용하면 스케일이라는 

불순물등이 끼게 된다.  이 요소는 전기의 효율을 급속히 저하시킨다.  사용기간이 길어질 수록 90% 효율이 

점점 낮아진다(60%이하까지도... ㅠㅠㅠ)

도체를 사용하지 않으면 효율저하는 발생하지 않는다.  따라서 감히 획기적인 제품이라고 했다. 

보일러는 가온만 시키지 냉각시키지 않는다. 

여름에 사용하는 에어콘을 뭐지??? 의구심이 든다. 

에어콘이 가동되는 외부에 설치된 장비(실외기) 앞을 지나가면  따뜻한 바람 (기분이 나쁜 바람...)이

나오는 것을 경험하였을 것이다. 

여름날씨가 습하고, 더럽게 더운데 이러한 바람을 맞고도 기분 좋은 사람은 없을 것이다. 

칠러도 동일하다.  

목적은 매체(공기 또는 물)를 차갑게 하기 위해 사용하는 기계이다.  

이 기계는 냉매란 매체를 사용한다. 

냉매는 조그만의 온도변화에도 쉽에 기체<--> 액체로  변화하는 용액이다. 

물을 기체로 변화시키기 위해서는 끓는 점까지 물의 온도를 높여야 한다. 

하지만 냉매는 약간의 온도변화(2~3도)에도 기체가 액체되고 액체가 기체가 된다. 

이러한 냉매의 특성을 활용하여기 때문이다.  

기체냉매를 압축기로 눌러주면  기체는 온도가 올라간다.

압력이 높아지면 온도가 올라간다(물리에서 배운 상~식~적 이야기...).

이렇게 온도가 높아진 기체냉매에  공기를 통과시키거나 물을 통과시키면  액체로  변한다.

액체로 변환 냉매에 온도변화가 생기므로 기체로 변한다. 이 때  주변의 열을 흡수하여

냉매는 차갑게 변한다 (증발잠열 현상 ㅋㅋㅋ)

이 냉각된  냉매에  방안(실내) 공기를 불어주면  차가운 바람이  발생한다. 

이 원리를 적용한 것이 에어콘이고 칠러라는 기계이다. 

기본 보일러와 다른 점을 알수 있다. 에어컨을 가동시키려면  전기라는 것이 필요하고 

냉매라는 것 또한 필요하다. 그리고 한쪽은 차가운 바람, 다른 쪽은 다뜻한 바람이 동시에 

발생한다는 것을... 

그렇다 ... 전기는 단지 압축기를 작동하기 위해 필요한 것이고 따뜻한 공기와  차가운 

공기는 냉매가 변화하는 습성을 통해( 압축과 응축  증발이라는 일련의 과정..) 생산한다. 

이것이  속칭 히트펌프다. 

에어콘의 바람 방향을 바꾼 것이다.

에어콘은 차가운 열을 사용하고 따듯한 열을 외부에 버려야 한다. 

난방/온수./수영장에 사용하는 히트펌프는 차가운 열을 버리고, 따뜻한 열을 활용하는 기계이다

에어콘 처럼 차가운 열을 사용하고 따뜻한 열을 방출하기도 한다.

사방밸브(4 way valve)라는 것이 이 역할을 한다. 

히트펌프는 전기를 사용해서 열을 생산하지 않고 냉매를 사용해서 열을 생산하기 때문에, 

효율이 여름에는 400~600% 겨울에는 200~300% 발생한다. 

주의할 점은 여름대비 40~ 50% 정도 열량 손실이 감소한다. 

공기에서 일정 온도를 획득하여야 하는데, 겨울철에는 공기 온도가 낮아 획득하는  온도가 

낮아지기 때문이다. 

또한 물탱크 온도 또는 수영장 온도가 최소 15도 이상이 되어야 높은 효율을 발생한다. 

따라서 가스 보일러/전기 보일러 등의 백업 보일러를 사용하여야 한다 .

투자비가 높다. 운영비가 가스보일러의 1/5 정도밖에 들지 않지만,  투자비가 상당히 

높기 때문에 도입시 신중히 검토하여야 한다.