파랑골 행복 난로 고급형 피그 세븐 '로즈' 제작기 1 - 화목난로 선택 요령 1 - 화실 단열과 화실 크기

[파노]

 지난 달 열린 2015년 만들기 행사때 전시 되었던 파랑골 행복 난로 피그 세븐 로즈입니다.

본체를 전체를 세라믹 코팅 처리 하고 화실 커버는 칼라 스텐으로 외장한 고급형 모델 '로즈'

그 진정한 진화는 외장이 아닌 화실에서 이루어 졌습니다.

 

파랑골 행복 난로는 동이를 제외 하고 모두 상향식 난로 입니다.

상향식 난로는 열기의 흐름이 아래에서 위로 향하여 실내에서 가장 안정적으로 사용 할 수 있는

화실의 연소 방식 입니다.

열기 흐름이 안정적이라는 장점과 함께 열효율이 떨어진다는 단점도 함께 가지고 있어

아이러니 하게도 저가형 화목 난로도 고급 메이커 난로도 거의 대부분 상향식 난로 입니다.

일반적으로 사용하는 상향식 난로의 기본 구조 입니다.

드럼통 하나만 있으면 쉽게 만들어 쓸수 있는 일명 '깡통 난로'의 기본 구조이기도 합니다.

열기 흐름은 초기 착화 시부터 불이 꺼질때 까지 아래에서 위로 열기 흐름이 일정하게 유지 됩니다.

공기 유입층 연료와 불꽃층,맨 위에 가스층이 형성됩니다.상향식 난로가 열 효율이 떨어 지는 이유는 바로

목재의 열분해시 먼저 발생하는 연소 가스를 모두 태우지 못하고 많은 양을 연도로 그냥 배출 시키기

때문입니다.그러면 어떻게 이 저효율의 깡통 난로가 고효율의 상향식 난로로 바뀌어 가는지 살펴 보겠습니다.

그 첫번째 조건은

화실의 단열입니다.

화목 난로를 처음 접하시는 분들은 난로에 단열재가 들어가면 실내로 열이 잘 나오지 않을까 하는

의문을 가지실 수 있습니다.그러나 고효율의 난로가 되기 위해서는 화실 단열이 가장 우선시 되는 선결

조건입니다.그 이유는 목재의 발화 온도가 495도로 매우 높기 때분입니다.나무 종류에 따라 조금씩 차이가

있기는하지만 나무에서 불꽃이 만들어 지려면 이처럼 매우 높은 온도가 필요 합니다.

화실 내부에 단열재가 없으면 이 발화 온도까지 올라 가는데 매우 많은 시간이 걸리고 그 동안 많은 양의

연소 가스가 타지 못하고 이미 연통을 통해 빠져 나가 버리기 때문입니다.고효율 난로는 빠른 시간 안에 화실

내부를 목재의 발화 온도 이상으로 올려야 합니다.그래야 완전 연소의 기본 조건이 만들어 집니다.

화실이 500도 이상으로 고온이 되면 실내로 더 많은 열을 방출 합니다.단열재가 있어도 난로의 표면 온도는

화실 내부 온도에 비례하여 올라 가기 때문입니다.

반면 단열재가 없으면 목재의 발화 온도까지 도달 하는데 많은 시간이 걸리고 그러는 동안 장작은 많은 양의

열량을 잃어 버리게 됩니다.불이 붙은 이후에도 높은 발화 온도를 유지 하기 위해서는 난로를 계속 과열 시켜

사용 해야 합니다.화력을 줄이면 난로는 외부로 쉽게 열을 빼앗겨 화실 내부 온도도 급격히 낮아지고 다시

불완전 연소 비율이 높아져 역시 많은 양의 연소 가스가 타지 않고 연도로 빠져 나갑니다.

 실내가 아닌 노지에서 깡통난로는 그 진가를 발휘 합니다. 야외 환경에서는 난로의 전도열이나 복사열은

의미가 없으며 오직 열기를 직접 느낄 수 있는 복사열만 체감 되기 때문입니다.복사열은 불꽃에서 직접 열기가

전해져 오기 때문에 철판이 얇을 수록 더 많이 방출 됩니다.중간에 아무것도 없는 모닥불인 경우가 가장 많은

복사열이 나옵니다.하지만 노지에서 생활하실  것이 아니라면 실내용 난로가

그러면 상향식 깡통 난로에 화실을 단열 하여 주면 고효율 난로로 한단계 업그레이드 됩니다.

기존 사용하고 계신 난로가 있으시다면 화실을 먼저 단열 시켜 보세요.

2015년형 피그 5 의 화실 단열에는 내화 벽돌을 사용합니다. 

내화 벽돌은 가장 일반적이고 손쉽게 사용 할 수있는 단열재로 내구성도 좋고 축열 기능도 있어 화실의

보온에 효과가 좋습니다.화실 전체를 단열 처리하면 더욱 효과적 이겠지만 장작 주변을 감싸주는 것

만으로도 큰 효과를 볼 수가 있습니다.

내화 벽돌 없이 화실로 사용이 가능합니다. 행복 난로 초기의 돼지 난로 역시 단열재 없는 화실로

제작 되었습니다.난로의 가격이 저가이다 보니 화실 단열 설계와 시공이 어려웠습니다. 

하지만 2015년형 피그 5의 화실 단열 시스템은 이전 돼지 돼지난로와 호환 하여 사용할 수 있어 이전

모델을 사용 하시는 분들도 그레이팅과 벽돌 가이드를 사용 하시면 화실 단열과 이차 연소까지 구현된

고효율의 화실 구조로 개선 시키실 수 있습니다.

피그 세븐에는 단열재로 질석 보드를 사용합니다. 

질석 보드는 단열 효과가 매우 뛰어 난 반면 재질이 무르다는 단점이 있습니다.

사용시 주의를 요하는 단열 재료 입니다.

내화 벽돌과 달리 초기 착화시 축열을 하지 않기 때문에 좀 더 빠르게 화실 내부의 온도를 올려 줍니다.

화실 양옆과 뒷면에 질석보드로 단열처리된 피그세븐 화실 내부입니다.

질석 보드를 고정해 주고 보호 하기 위해 아랫쪽에 보호 철판을 덧데어 주었습니다.

초기에 제작한 피그 세븐 일부 모델에서 과열로 인한 열변형이 모니터링 되었습니다. 그 이후 보호

철판을 강화 하고 절곡으로 변형 문제를 보완 하였습니다.하지만 사용자에게 여전히 질석의 무른 단점이

있으므로 사용시 주의를 당부 드렸습니다.

고급형 피그세븐 로즈는 화실을 이중 철판 구조로 만들고 그 사이에 질석보드로 단열을 해 주는 방식입니다. 

화실의 형태는 이전 피그세븐에 비해 홀쭉한 모습으로 바뀌었습니다.

화실 벽을 이중으로 만들고 그 사이 공간을 이차 공기 예열 공간으로 활용하면 고효율 난로가 됩니다.

2차 공기와 다중 연소에 관하여는 다음 연재 편에 따로 자세한 설명을 드리겠습니다.

화실 크기와 형태도 화실의 고온 환경에 영향을 줍니다.

작은 화실은 빠르게 화실의 온도를 고온으로 만들어 줍니다.

화실이 지나치게 크면 발화 온도에 도달 하기 위해서는 작은 화실에 비해 더 긴 시간이 필요 합니다.

그리고 연료로 사용하는 장작도 충분히 마른 것을 사용해야 합니다. 함수율이 높은 덜마른 장작은 

많은 열을 나무속 물을 증발 시키는데 사용 되어 화실의 온도가 좀처럼 올가 가지 못하고 화실 안엔

연기만 가득 차게 됩니다.

정리 하면 화실의 고온 환경을 위해서는 화실의 단열이 좋아야 하고 적당한 크기의 화실 그리고 잘 마른

장작을 사용 하여야 합니다. 

목재의 연소 과정은 먼저 목재 안에 들어 있는 물을 말리는 과정이 먼저 이루어 집니다.

목재는 기본적으로 물을 포함하고 있으며 이를 함수율이라고 합니다.장작으로 사용하는 목재의 함수율은 15%

미만이며 자연 건조로 도달하는 목재의 함수율입니다. 참나무는 보통 겨울을 두번 정도 지나야 연료로 사용할 수

있는 장작이 됩니다.아무리 잘 말린 장작이라 해도 기본적으로 물을 포함하고 있어 화실안의 목재는 모두 물을

말리는 건조 과정을 거치게 되며 물이 모두 증발 할때까지 목재의 온도는 100도를 넘지 않습니다.

비닐 봉지나 종이 컵에 물을 담아 불 위에 올려 놓아도 불에 타지 않습니다.물이 모두 증발 할 때까지 비닐이나

종이의 온도는100도를 넘지 않기 때문입니다.목재 안에 물이 모두 증발하고 점차 목재의 온도가 올라가고

약 170도가 되면 목재내 휘발성 가스들이 나오기 시작하고 270에서 350도가 되면 목재가 열분해 되면서 가연성 가스가 목재로 부터 뿜어져 나옵니다.연로로 태울수 있는 혼합 기체입니다

좁은 실내에서 큰 화실에 많은 나무를 넣어 사용하면 한꺼번에 너무 많은 열을 방출하여 실내 온도가

지나치게 높아져  오히려 불편을 느낄 수 있습니다.그렇다고 화력을 줄여 버리면 투입된 연료량에 비해

공기량이 부족하여 불완전 연소가 일어 납니다.

목재 1g을 연소 시키면 약 4500cal의 많은 열량이 발생 합니다.한번에 장작 약 2~5 키로( 3~4 토막) 정도를

투입하여 5시간 내외로 화력을 조절하여 한 타임 사용 하시고 남은 숯불에 추가로 장작을 넣어 하루 3~4번

추가로 장작을 투입하여 사용 하시는 것이 가장 효율적입니다.화목난로의 식사 시간은 아침,점심,저녁 긴

겨울밤엔 밤참으로 한번 더, 사람하고  똑같습니다.

연소 시간을 늘이려고 공기량을 너무 줄이면 효율도 떨어지고 불완전 연소가 되어 연통에 탈이 나는 것도

같습니다.때 맞추어 정량을 먹이는 것이 좋습니다.

따라서 난로를 선택 하실때 무조건 큰 난로를 선택 하시기 보다 실내 환경에 맞는 적당한 크기의 난로를

선택 하셔야 합니다.큰 화실에 많은 양의 나무를 넣는다고 연소 시간이 비례하여 오래 가는 것은 아닙니다.

파랑골 행복 난로 피그 5 와 피그 7 은 일반 주택 20평~50평 정도의 실내에서 사용 하시는 것이 적합 합니다.

너무 적은 평수의 공간에선 발열량이 넘쳐 화력을 줄이게 되고 그러면 공기량이 부족해 불완전 연소

비율이 높아 집니다. 반대로 너무 넗은 평수에서 사용시면 과열 시켜 사용 하게 되어 역시 좋치 않습니다.

일반 주택의 평수를 기준하여 말씀 드렸으나 주택 단열 정도에 따라 그 기준은 달라 집니다.

집이 다소 좁더라도 단열이 좋치 않은 집은 실제 보다 큰 평수로 계산을 하여야 하고 넓은 평수라도 주택

단열이 좋으면 평수를 다소 작게  가늠 하시면 됩니다.

파랑골에서도 피그 5 모델을 사용합니다.작은 평수에 단열까지 매우 좋아 다른 난방 기구 없이 난로

하나로 따뜻한 겨울을 보내고 있으며 피그 5도 발열량이 넘쳐 축열식으로 전환하여 사용 하고 있습니다.

지금 실내에 사용 하시는 난로가 발열양이 너무 크다 생각 되시면 축열식 난로로 전화하여 사용 하시면

주간에  남는 열을 야간에 축열시켜 이용할 수 있어 매우 쾌적한 실내 환경을 만들 수 있습니다. 

방법은 간단하며 비교적 가격이 저렴하고 구하기 쉬운 구운 바닥 벽돌을 축열재로 사용하며 난로 표면에

쌓아 주기만 하면 됩니다.이렇게 하면 열의 완충 작용으로 난로가 가동되는 동안 실내 온도가 더 고르고 

안정적으로 유지됩니다.

이상 화목 난로의 선택 기준으로 화실 단열과 사용처에 맞는 화목 난로의 크기에 대해 말씀 드렸습니다.

다음 2편에서는 열기 지연과 고효율 난로로 진화 되는 이차 공기와 다중 연소에 대해 설명을

드리겠습니다.연재 되는 피그 세븐 제작기를 보시고 나면 화목 난로에 대한 선택 기준에  어느 정도

도움이 되셨으면 합니다.

감사합니다.

자료는 '기상과 화재' 홍성길 저 목재 발화 논문을 참고 하였습니다.

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[황해]

피그세븐의 가치가 남다르네요. 칼라스텐의 옷을 입어 더욱 윤기가 나고 내적으로 두겹의 강철을 둘렀으니 대대손손 대물림을 하여도 끄떡없겠네요.

[파노]

저도 그랬으면 좋겠습니다.

[사인동]

벽돌 구해다 놓아야 되겠어요. 난로 피우면 조그만 방이 너무 더워서

[파노]

선생님이 놓으신 구들 때문이 아닌가요? 겨울에 더위를 느끼는 것도 행복 입니다.

[뱃고동]

끝없이 노력하시는 파노님!
새로운 작품이 너무 아름답습니다.
저는 피그5는 동서께 선물하고 건축허가를 기다립니다
2월에 토지용도 변경부터 시작해서 이달말에 허가 난다고하니
기다리는 중입니다. 내년 봄에 집 완성하면 한번 방문하겠습니다

[파노]

그러시군요. 멋진 보금자리 완성하시기 바랍니다. 감사합니다.

[돌고개 신사]

질석보드는 가볍기는 한데 너무 무른 편이라 장작을 넣을 때, 조심해야하며 또
화실내의 고열로 인해 휘기도 하더군요. 진주암으로 만든 보드가 질석보드보담 더 야물더군요.
어쨌든 보드의 표면강도를 좀더 강화하기위해 저는 조선내화의 내화본드를 표면에 조금 두껍게 발라 경화시켜 사용해보니 좋습디다.

[파노]

지적하신 데로 저도 같은 방법으로 보완하여 사용하고 있습니다.감사합니다.

[콜로세움]

난로 참 과학입니다 생각이 바뀝니다

[자연체]

로즈는 얼마에 판매 하시나여?

[파니아]

답변이 늦었네요.^^ 300만원 입니다. 감사합니다.^^

[영실61]

파니아님 시공은 해주실 없나요^^

[파노]

이중관 시공은 설치팀과 제가 직접 해드립니다.

[영실61]

김해 입니다
설치비는 어떻게되나요^^