가스보일러 기본교육

[남이섬]

가스보일러

1 가스보일러 역사

     인간이 생활하는데 기온이 낮아지면 난방은 필수적 여건이며, 생활수준이 향상되면서 많은 양의 온수를 필요로 하게

     된다. 난방의 역사는 중국, 한국의 온돌과 북유럽의 페치카 등 한랭지방에서는 오랜 역사를 지니고 있다.

    오늘날 라지에타 난방이 주류를 이루는 유럽의 일부 국가에서도 바닥난방이 효과적 이라고는 연구결과도 발표되고

    있어 쾌적함을 맛보기 위하여 욕실의  바닥에 온돌을 사용하고 있다.

    이상적인 난방 방법은 바닥온도 30℃, 실내  온도 16~18℃를 상하온도 차가 없는 것이 쾌적면, 건강면, 에너지절약,

    스페 이스절약을 가져올 수 있다. 국내에서는 온돌의 난방 열원을 얻기 위하여   연료를 목재→연탄→기름→가스의

    순서로 변천 시켜 왔으며, 80년대 후반부터 는 국내에서도 가스를 연료로 하는 가스보일러가 일반화되어 보급되고

    있다.       보일러의 기능에는 난방전용과 난방온수용을 갖춘 것이 있으며 국내 가스  보일러의 대부분이 난방과 온수

    를 동시에 사용하는 제품으로서 난방과 온수를 엄격히 분리하고 있는 미국과 달리 유럽의 제품과 유사하다.

    즉 가스보일러란  가스가 일정한 압력과 양으로 버너를 통하여 연소실에서 연소할 때 발생하는  높은 열로 보일러내의

    물의 온도를 상승시켜 배관내의 물을 방안으로 순환시 켜 난방에 필요한 난방열을 얻는 장치인 동시에 필요할 때 마다

    항상 온수를   사용할 수 있는 순간온수기 역할을 겸하고 있는 온수보일러가 일반적이다.

  2 종 류

      보일러의 종류는 설치장소, 설치형태, 온수공급방식, 난방순환방식, 급배기   방식에 따라 구분할 수 있다.

    가. 설치장소 (실내용/실외형)

        가스보일러는 설치장소에 따라 구분하며 옥내에 설치하는 보일러는  실내용 가스보일러, 옥외에 설치하는 보일러

       는 실외용 가스보일러로 분류  한다.

      현재 국내에서 판매되고 있는 가스보일러는 모두 실내용 가스보일러 생산되고 있기 때문에 보일러를 옥외에 설치하

      려면 와부 영향에 보호  받을 수 있도록 반드시 보호조치를 하여야 한다.

    나. 설치형태 (벽걸이형/바닥설치형)

        가스보일러는 설치형태에 따라 벽에다 설치하는 보일러를 벽걸이형 보일러, 바닥에 설치하는 보일러를 바닥설치형

       보일러로 구분한다. 현재 국내에서 사용 되고 있는 가스보일러는 대부분 벽걸이형이 많이 사용되고 있으나

        간혹 용도에 따라 바닥설치형 보일러도 사용되고 있다                         

 

< 그림6. 벽걸이형 및 바닥설치형 가스보일러 >

    다. 온수공급방식 (순간식/저탕식)

        가스보일러에서 어떻게 온수를 공급하는 방식에 따라 순간식 가스보일러,   저탕식 가스보일러로 구분한다.

      1) 순간식

        순간식 가스보일러는 온수 사용 시 마다 즉시 가스보일러를 가동하여  순간적으로 직수(수돗물)을 가열 열교환하여

       사용할 수 있는 보일러로  국내는 대부분 순간식 가스보일러로 발전하였다.  

      2) 저탕식

        저탕식 가스보일러는 보일러에 별도의 온수저장탱크(60L/80L)가 부착  되어 미리 저장탱크내의 물을 가열하여

        둠으로서 온수 필요 시 마다 온수를 사용할 수 있는 보일러이다 

    라. 난방수 순환방식 (대기차단식/대기개방식)

        가스보일러의 열 가열 물체를 물로 사용하고 있기 때문에 온돌설비에 따라 난방수가 대기와 차단이 되어 있는가에

        따라 차단식, 개방식 보일러로  구분한다.

      1) 대기차단식

        대기차단식 가스보일러는 보일러내의 난방순환회로가 대기공기와 차단되어 밀폐된 구조로 질소가스가 봉입된 팽

        창탱크가 부착되어 가열레 따른  난방수 팽창을 보완(완충) 시킨다. 난방배관설비가 보일러보다 위쪽(or  아래)에

        설비가능(상향식)하다

      2) 대기개방식

        대기개방식 가스보일러는 보일러내의 난방순환회로가 대기공기와 개방된 공기와 개방된 물탱크가 부착되어 가열

        에 따른 난방수 팽창을   보완(완충) 시킨다. 난방배관설비가 보일러보다 아래에 설비가능(하향식) 하다.

< 그림9. 대기차단식 및 대기개방식 가스보일러 >

    마. 급배기방식

        가스보일러의 급배기방식에 따라 반밀폐식(자연배기식/강제배기식), 밀폐식으로 구분한다.

      1) 자연배기식 보일러(CF)

        자연배기식(CF) 가스보일러는 가스연소에 필요한 공기를 가스보일러가  설치된 실내에서 취하고 연소 후 발생한

        배기가스를 자연 통기력을 이용 하여 실외로 배출하는 방식으로 저기압 및 역풍 등 외부 기상조건에 의해  서 연소

        상태 및 배기상태가 달라지는 현상이 발생한다.

    2) 강제배기식 가스보일러(FE)

        강제배기식(FE) 가스보일러는 가스연소에 필요한 공기를 가스보일러가   설치된 실내에서 취하고 연소 후 발생한

        배기가스를 보일러에 장착된 배출기(FAN)를 이용하여 실외로 배출하는 방식으로 배출기의 고장과     배기가 정상

        적으로 되지 않을 경우를 대비하여 과대풍압안전장치를 부착  하여 가스통로를 자동 차단할 수 있도록 구조 및 기

         능을 갖춘다. 

<자연배기식(CF) & 강제배기식(FE) 가스보일러 >

     3) 강제급배기식 가스보일러(FF)

        강제급배기식 보일러는 가스연소에 필요한 공기를 가스보일러에 장착된  배출기(FAN)와 설비된 이중연도를 통하여 외부에서 취하고 연소 후 발생 한 배기가스를 실외로 배출하는 방식으로 급기와 배기를 직접 실외에서 공급받고 실외로 배출하는 구조로서 설치조건에 크게 구애를 받지 않아  설치가 자유롭다.

 < 그림12. 강제급배기식(FF) 가스보일러 >

연소기의구분
구     분		구분내용	호칭	약호
개방형		연소용 공기를 옥내에서 취하고, 연소 폐가   스를 그대로 옥내로 배출하는 형식	개방식
반밀폐형	강제배기식	연소용 공기를 옥내에서 취하고, 연소폐가스를 배기통을 이용하여, 강제적으로 옥외에 출하는 방식	강제배기식	FE
밀폐형	자연급배기식	급배기통을 외기에 접하는 벽을 관통하여, 옥외로 내어 자연통기력에 의하여 급배기하는 방식	밸런스외벽식	BF-W
		급배기통을 전용챔버 내에 접속하여, 자연통기력에 의해 복도로 급배기하는 방식	밸런스챔버식	BF-C
		급배기통을 공용 급배기 닥트내에 접속하여, 자연통기력에 의해 급배기하는 방식	밸런스닥트식	BF-D
	강제급배기식	급배기통을 외기에 접하는 벽을 관통하여,옥외로 내고, 급배기 팬에 의해 강제적으로 급배기하는 방식	강제급배기식	FF

가.강제배기식(FE) = Forced Exhaust 

나.자연급배기식(BF) = Blanced Flue 

다.강제급배기식(FF) = Forced Draft Blanced Flue 

라.옥외용(RF) = Roof of Flue 

마.풍압대(風壓帶) 

벽면에 바람이 불어오는 경우 그 주위의 압력이 높게 되는 부분 이 발생하게 된다.
이 부분을 풍압대라 한다. 풍압대 내에 배기통이 개구되어 있으면 역류현상이
생기므로 반드시 배기통 톱은 그 범위 밖에 설치하여야 한다

[배기통 설치기준참고]

도시가스사업법 시행규칙 별표 7 「가스사용시설의 시설ㆍ기술ㆍ검사기준」

제1호가목3)마)에 배관의 이음부(용접이음매는 제외한다)와 단열조치를 하지 않은 굴뚝(배기통을 포함한다)

과의 거리는 15㎝ 이상의 거리를 유지해야하며,

KGS FU551-2009「도시가스사용시설의 시설ㆍ기술ㆍ검사 기준」 2.7.1.4.3에 따라 배기톱은 다음기준에

적합하도록 설치하게 하고 있음을 참고하시기 바랍니다.
- 급·배기톱은 좌우 또는 상하에 설치된 돌출물간의 거리가 1500㎜ 미만인 곳에는 설치하지

아니한다.
- 급·배기톱은 전방 150㎜ 이내에 장애물이 없는 장소에 설치한다.
- 급·배기톱의 높이는 바닥면 또는 지면으로 부터 150㎜ 위쪽에 설치해야 한다.
- 급·배기톱과 상방향 돌출물의 이격거리는 250㎜ 이상으로 한다.
- 급·배기톱(통) 개구부로 부터 600㎜ 이내에 배기가스가 실내로 유입될 우려가 있는 개구부가

없어야 한다.

  2.3 구 조

      보일러의 기본구성은 가스의 연소에 의해 얻어진 뜨거운 물의 사용목적이  다른 뿐이지 거의 온수기와 같다. 보일러는 아래와 같이 연소장치, 점화장치,    제어장치, 안전장치, 난방용 열교환기 및 온수용 열교환기, 순환펌프 등으로 구성되어 있다.

< 그림13. 가스보일러의 구조 >

구 분	주요부품	비 고
점멸장치	유수감지, 프로우트S/W
연소장치	메인버너, 버너, 연도 등
열교환장치	주열교환기, 온수열교환기
안전장치	소화안전장치, 과열방지, 공연소방지장치 등
급배기장치	급배기용팬, 급배기통
물순환장치	순환펌프, 삼방변, 배관류

  2.4 작동원리

    가. 난방 작동원리

      난방수의 온도가 사용자의 원하는 온도 이하일 경우에 작동한다.

      열교환기 ⇒ 삼방밸브 ⇒ 온돌배관 ⇒ 순환펌프 ⇒ 열교환기

    나. 온수 작동원리

        온수 수도꼭지를 열면 보일러 내의 온수배관으로 수압(량)이 작용하여   감지센서에 의해서 삼방밸브가 난방배관쪽으로 흐르는 난방수의 방향을  온수열교환기 쪽으로만 흐르게 하여 난방이 이루어지지 않고 수돗물이 온수 열교환기를 통과하면서 순간적으로 난방수에 의해서 열교환이 이루어져 수가 출탕된다. 

열 교환기 ⇒ 삼방밸브 ⇒ 온수열교환기 ⇒ 순환펌프 ⇒ 열교환기

< 그림15. 온수&난방 작동원리 >

보일러온수 난방순환도 에니메이션.ppsx 바로보기

  2.5 안전장치

      보일러의 안전장치는 공연소 방지장치, 동결 방지장치, 연소용 팬 검지 안전 장치, 역풍 방지장치, 과열 방지장치

      등이 있다.

    가. 공연소 방지장치

        공연소 방지장치는 보통의 보일러에서는 물의 흐름과 수압으로 물의 유무  를 검지하지만 비사용 시에는 검지하기 

        어렵기 때문에 팽창탱크의 수위로서 감지하고 있다. 수위를 감지하는데 플로터식, 전극식 수위스위치를 사용하고

        있다.

    나. 동결방지장치

        동결방지장치에는 순환펌프 운전, 부동액 첨가, 전기히터 등에 의한 방법  이 있다. 순환펌프운전 방법은 추운 지방

        에서는 동파에 의한 기기의 손상을 고려한 동파방지의 한 방법으로서 항상 난방·온수 온도를 검지하고 있다.

        외기온도가 내려가 물의 온도가 어느 온도이하(약 5℃ 이하)로 되면 보일러 는 자동적으로 펌프를 운전, 연소를

        개시하여 보일러의 동파를 방지하는 방법이다. 부동액에 의한 동파 방지방법은 난방전용보일러, 2관2수식

        보일러에 사용되고 있는 방법이다. 1관1수식은 온수열교환기와 간접 열교환 을 하고 있기 때문에 어떠한 사고를

        일으킬 우려가 있으므로 사용되지 않는다.

        부동액은 몇 가지 종류가 있으나 이 중에서 독성이 없는 프로필렌그리콜계의 부동액이 난방회로에 사용되고

        있다.   전기히터에 의한 동파 방지  방법은 기기내에 남아있는 물을 얼지 않 게 하기 위하여 물계통부(물통로부, 열

        교환기의 물통로 등)에 여러개의 전기히터를 부착하여 가온시키는 방법 으로 온도센서는 바이메탈의 동결방지용 

        스위치를 이용해서 외기온도를 검출하여 전기히터 회로를 ON, OFF 시킨다.

    다. 연소용 팬 검지장치

        연소용 팬 검지 안전장치는 보일러 연소실내에 남아 있는 잔류가스의배출 및 팬 고장에 의한 사고를 방지하기 위한

        안전장치로서 연소용 팬을 검지하는 방법에는 풍압, 풍량을 검지하는 것과 팬의 회전수를 검지하는  것이 있다.

    라. 역풍방지장치

        역풍방지장치는 보일러 연소 중 연통을 통하여 외부로부터 바람이 들어올 때 연소에 지장을 주지 않도록 배기장치

        에 내장되어 있다.   주로 자연배기식 보일러에 사용된다.

    마. 과열방지장치

        과열방지장치는 난방수 출구(난방 접촉구)에 바이메탈 스위치(대개 105℃)를 부착해서 비등한 온수가 나올 때는

        전자밸브의 회로를 차단하여 가스를 정지 시킨다.

      이상의 각종 안전장치 등은 단독의 형태로 조립되어 있는 것이 아니고 기종에 따라 여러 개의 안전장치가 모두

      연결,  연동되어 있다.

  2.6 일상점검 요령

      가스보일러를 고장 없이 안전하게 경제적으로 사용을 하려면 평소에 점검을 자주하고 깨끗이 손질한 후 사용하여야

     한다. 점검이나 손질은 가스밸브를    잠그고 가스보일러가 완전히 식은 후에 행하여야 하며 일상적인 점검사항은

    다음과 같다.

    ① 가스배관, 중간밸브 및 가스 접속부에 비눗물을 칠해서 가스의 누출여부를   확인하여야 한다.

    ② 난방배관내의 난방수는 충분한가 확인한다.

    ③ 배기통에 녹이 슬어 구멍이 있거나 이물질에 의해 막힌 곳은 없는가 점검  하여야 한다

    ④ 가스보일러의 외관에 오물이 묻으면 플러그를 뽑은 후 세제를 묻힌 물걸레   로 닦은 다음 마른 걸레로 물기를 제거

         하면 된다.

    ⑤ 가스보일러를 사용 중 이상이 발생하는 경우 수리를 의뢰하기 전에 다음 일반사항을 확인 후 이상이 있는 경우에

      수리 의뢰를 하는 것이 바람직 하다.

           7 질의응답 요령

질의사항	응답요령	조치요령
가스보일러가 전혀 작동을 하지 않는다	○전원코드가 빠져있는지 확인한다 ○전원휴즈의 단락여부를 확인한다 ○룸콘의 연결단자가 빠져 있는지   확인 한다	○전원코드를 꼽는다 ○관할 A/S센터에 연락 ○룸콘의 연결단자를 연결   한다
점화가 되지 않는다	○가스밸브가 잠겨있는지 확인한다 ○룸콘의 설정 난방온도를 확인   한다 ○룸콘의 난방/온수 스위치의 위치   를 확인 한다	○가스의 중간밸브를 연다 ○룸콘의 난방온도를 볼륨을   높인다 ○난방/여름쪽으로 스위치를   전환한다 *그 밖의 사항은 관할 A/S 센터에 연락
순간적으로 소음이 나면서 과열 점검램프에 불이 들어 온다	○장기간 미사용시 펌프가 회전하   는지 확인한다(보일러에 귀를   대고 확인) ○난방배관에 연결된 중간밸브   (분배기)확인 한다 ○난방수의 필터가 막혀 있는지   확인 한다	○이물질에 의한 펌프 불회전   으로 펌프 축을 드라이버로   가볍게 돌림 ○난방배관에 연결된 중간   밸브(분배기)연다 ○난방수 필터의 이물질을   물로 청소 *그 밖의 사항은 관할 A/S 센터에 연락
보일러는 작동하나 난방이 되지 않는다	○난방수 필터가 막혀있는지 확인   한다 ○손으로 난방공급 배관의 온도가   올라가는지 확인 한다(아닌 경우)	○난방수 필터의 이물질을   물로 청소 ○관할 A/S센터에 연락 후   조치(삼방변 불량)
보일러는 작동 하나 온수가 되지 않는다	○난방수 필터가 막혀있는지 확인   한다 ○손으로 난방공급 배관의 온도가   올라가는지 확인 한다(올라 간다)	○난방수 필터의 이물질을   물로 청소 ○관할 A/S센터에 연락 후   조치(삼방변 불량)
물넘침 호스에서 물이 떨어 진다	○많이 떨어지는지 확인 한다 ○조금씩 가끔 떨어지는지 확인   한다	○관할 A/S센터에 연락 후   조치(보충수밸브 및 온수   열교환기 누수) ○물보충 과다로 인한 누수   (정상)
물보충 점검밸브가 자주 발생한다	○보일러를 열고 난방수의 누수   여부를 확인 한다 -보일러 부분의 누수 -보일러 부분의 누수가 아닌 경우	○관할 A/S센터에 연락 후   조치 ○바닥 난방배관에서 누수이   므로 보수업체 연락 후   조치
가스가 차단이 되었을 때	○보일러에 안전장치가 되어 있어   그냥 놔두어도 됩니다	○가스가 재공급되면 보일러   전원을 다시 킨다(RESET)
전원이 단전 되었을 때	○그냥 놔두시면 됩니다	○전기가 재공급되면 자동   으로 가동
단수 되었을 때	○온수는 사용하지 못하나 난방은   정상적으로 사용하시면 됩니다	○보충수 밸브가 열리지 않게   할 것
가스 비용이 너무 많이 나온다	○난방배관에 공기가 많이 들어   있는 경우 ○온수가 사용량이 많으면 가스   사용량이 많아 집니다	○관할 A/S센터에 연락 후   조치(보충수 밸브 및 온수   열교환기 누수) ○물보충 과다로 인한 누수   (정상)

3. 급기 및 환기

  1 일산화탄소(CO)중독

      일산화탄소는 독성이 강하고(허용농도 50ppm), 무색, 무미, 무취의 기체 로서 비중은 0.97이며, 인체의 혈액 중 산소

     의 운반체인 헤모글로빈과의  결합력이 산소의 약 250배에 이른다. 인체 혈액중의 적혈구에는 복합단백질인  헤모글

     로빈(혈색소)이 15%가량 함유되어 있고, 산소와 결합하여 세포 내로 산소를 공급하며, 세포내 호흡에 의하여 생긴 탄

     산가스(CO₂)를 중산탄염 형식으로 용해하여 폐에서 배출하고 산소(O₂)와 다시 결합하여 세포로 보내 준다.

     그러나, CO가스는 헤모글로빈과 결합하는 힘이 산소에 비해 약 250배 강하므르 CO가스에 함유된 공기를 흡입하면 

     헤모글로빈은 산소대신 일산화 탄소와 결합하여 혈액이 순환되게 되고 적혈구는 산소를 운반하지 못하게

     되므로 몸 조직은 산소결핍으로 질식상태를 일으키게 된다. 이것이 일산화탄소 중독이다.

CO농도	중독내용
0.02%(200ppm)	2~3시간내에 앞머리부분에 가벼운 두통
0.04%(400ppm)	1~2시간내에 앞머리에 통증, 구토 2.5~3.5시간내에 뒷머리 통증
0.08%(800ppm)	45분내에 두통, 현기증, 구토, 경련 2시간내에 실신
0.16%(1600ppm)	20분내에 두통, 현기증, 메스꺼움 2시간내에 사망
0.32%(3200ppm)	5~10분내에 두통, 현기증 30분내에 사망
0.64%(6400ppm)	1~2분내에 두통, 현기증 15~30분내에 사망
1.28%(12800ppm)	1~3분내에 사망

< 표2. 일산화탄소의 흡입시간 및 중독증상 >

가스보일러에 의한 CO중독사고는 주로 반밀폐형 가스보일러에 의해 발생되고  있다. 반밀폐형 가스보일러는 연소용 공기를 보일러가 설치된 실내에서  취하여 연료용 가스와 함께 연소시키면, 연소 후 배기가스는 배기설비에 의해 실외로 배출되게 된다.

이때 배기가스의 배출이 불량하게 되면 배기가스는   실내로 유출되게 되며, 실내공기와 혼합되어 CO 농도가 저하된 상태로  보일러의 연소용 공기로 공급된다.

 2 일산화탄소 중독 예방

 일산화탄소 중독사고를 예방하기 위해서는 1차적으로 가스연소기를 사용시에 충분한 공기(산소)를 공급해 주고 발생하는 배기가스를 옥외로  원활히 배출하는 것이 중요하다.

따라서, 연소기를 설치하는 장소는 환기가  양호한 장소에 설치해야 하는 것이 필수적이며, 가스보일러, 온수기 등 대형연소기의 급·배기 설비는 관련기준에 따라 올바르게 시공하여 공기의 공급부족에 의한 불완전연소를 방지하 여야 한다.

< CO중독사고의 주요원인 및 예방법 >

CO중독 사고원인	예방법
·보일러의 배기가스 누출 -급기구 또는 환기구 막힘(폐쇄) -배기통 막힘 및 찌그러짐, 노후 -배기통내 응축수 고임.배기통의   구경축소 설치 -배기팬 미작동 -배기통 톱의 풍압대내 설치	·사용자는 급·환기구 관리 및 안전 점검 실시 -공급자, 시공자 점검 후 지적시설   개선 -1년1회 제조사의 정기점검을   받음 ·가스공급자의 보일러 설치시 최초 확인점검,정기점검,시설개선 조치 ·시공자의 적법시공 및 시운전 시 점검 실시

가스보일러 일산화탄소중독 사고원인과 예방법

출처 : 가스교육 보일러교재중에서