보일러

보일러(Boiler)는 어떠한 열원을 가지고 물을 가열하는 장치다. 간단히 보면 가스레인지에 올려놓은 주전자도 훌륭한 보일러가 된다.

종류

데운 물을 어디에 쓰느냐에 따라서 다양한 종류로 갈린다. 엄밀히 말하면 물을 100ºC 이상(열수)으로 끓여 기화하는 것이 보일러이지만, 대부분 온수 정도로만 물을 데우며 이런 경우는 Water Heater라고 따로 분류하기도 한다. 대표적으로 난방용 보일러가 있다.

목적에 따른 분류

• 난방 및 온수

  주거 공간에 난방수를 공급하여 실내를 따뜻하게 유지하고, 온수를 제공해 편의성을 도모한다. 온수만 제공한다면 "온수기"라고 불린다. 난방수를 바닥으로 순환시키면 온돌 난방, 라디에이터로 순환시키면 서양식 난방이 된다.

• 온수 전용 (온수기)

  저장탱크를 두어 언제든 온수를 제공하는 방식을 저탕식, 냉수를 데워 바로 공급하는 방식을 순간식이라고 한다. 가정용에서는 필요할 때만 가동하는 순간식을 선호하고, 다세대 중앙난방에서는 언제든지 제공할 수 있는 저탕식을 선호하지만, 순간식 보일러 병렬시스템인 케스케이드가 등장하면서 효율성에서 점차 밀리고 있다.

• 산업현장에서

  증기나 온수를 다량으로 공급하기 위해 설치한다. 비닐하우스나 양어장, 목욕탕 같은 곳이 주요 설치장소. 증기기관차도 스팀을 이용한 기구 중 하나다.

• 발전용

  화력 발전소나 원자력 발전소, 열병합 발전소에서 열을 내는 장치를 보일러라고 한다. 이런 곳에서는 보일러를 지나는 순환계통에 수백기압의 압력을 걸어서 물이 끓는 것을 막고, 수온을 수백ºC로 유지시켜 2차 순환계통에서 열교환을 한다.

열원에 따른 분류

뭐든 열을 내면 여기에 넣을 수 있다.

• 화석연료

  질이 낮은 연료(벙커C유, 연탄) 등은 유황가스가 발생해 내부 부식이 진행되는 경우가 많다.

  • 석유(기름보일러) : 소규모에서는 등유를 사용하고 덩치가 커질수록 경유, 벙커C유같이 질이 낮은 제품을 사용한다. 취급이 쉽지만 가격 대비 열량이 좋지 않고 관리가 수월치 않아 가정용으로는 가스와 연탄에 치이는 신세.
  • 가스(가스보일러) : LNG. LPG 등. 효율은 좋지만 취급이 까다롭고, 누출시 대형사고로 이어진다.
  • 연탄(연탄보일러) : 과거 한 시대를 풍미했던 연료이며, 고유가 시대가 되자 다시 모습을 보이기 시작했다.. 전통 온돌 방식에서 연탄을 사용하면 구들장 틈새로 배기가스가 유입되어 일산화탄소 중독사고를 유발하곤 했다. 기술의 발전과 현대식 온돌의 보급으로 사고가 날 가능성은 낮아졌다.
• 장작

  화목보일러에 쓰인다. 단순하게 뒷산에서 쓰러진 나무 몇개 잘라오거나, 팰릿을 구매하여 연료로 사용한다. 땔감을 쉽게 구할 수 있다면 연료비같은 건 신경쓰지 않아도 된다. 연소 제어가 마음대로 되지 않고, 소나무나 젖은 나무를 자주 때면 송진과 그을음이 연소실에 침착되어 사고의 원인이 된다.

• 전기

  열선이나 펠티어 소자 같은 걸로 물을 데운다. 다른 연료와 비교하면 전기요금이 꽤 비싸기 때문에 심야전기 보일러나 소형 온수기 정도에서나 쓰인다.

• 태양열

  태양광발전이 아니다! 낮에 태양빛을 받아 데운 물을 저장탱크에 두고 쓰는 방식. 날씨에 따라 크게 좌우되기 때문에 보조 열원이 필요하다.

• 원자로

구조

• 버너와 열교환기

  보일러의 핵심 장치. 물을 가열하는 부분이며 버너의 열원에 따라 보일러의 명칭이 달라진다. 버너 상부에 부착된 열교환기에서 물이 가열되며 열교환기 구조가 보일러의 성능을 결정한다. 배기가스를 열교환기에 통과시켜 열을 잡는 기술을 “콘덴싱”이라 부르고, 두번 타니 거꾸로 타니 하는 보일러들이 콘덴싱 기술을 쓰는 보일러다.

• 순환펌프

  버너에 물을 공급하는 장치. 보일러에 내장되어 있을 수도 있고 별도 설치해야 할 수도 있다.

• 팽창수탱크 · 축열조

  물을 일정량 보관한다. 가정용 보일러라도 난방수의 팽창분을 저장하기 위해 소형의 탱크를 가지고 있으며, 저탕식 보일러라면 대량의 물을 저장하기 때문에 탱크가 크고, 필연적으로 보일러의 덩치도 커지게 된다. 일정 크기 이상으로 가면 별도의 물탱크를 쓰게 된다.

• 배기구(연통)

  실외로 연소가스를 배출하고, 실외에서 신선한 공기를 흡입하는 관. 이게 없으면 반드시 외부에 설치해야 한다(RF타입). 가정용으로는 FE(강제배기)과 FF(강제급배기)로 나뉘는 데, FE는 실외로 연소가스만 빼는 방식(연통 1개)이고, FF는 실외로 연소가스를 빼면서 신선한 공기도 같이 들이는 방식(연통 2개)이다. 기름보일러는 대부분 FE방식으로 별도 보일러실을 사용한다.

취급시 주의사항

• 물 없이 보일러를 가동하면 폭발의 원인이 된다.
• 주거 공간에 설치하지 말 것. 일산화탄소 중독사고의 원인이 된다.

  설치된 공간의 산소를 연소에 동원하는 강제배기 방식(FE식)으로 시공할 경우 반드시 전용 보일러실에 설치하고(법규 사항), 충분한 환기 대책을 강구(환기구 설치)해야 하며, 주거 공간쪽으로 공기가 통해서는 안 된다. 어쩔 수 없이 실내에 보일러를 둬야 한다면 환기가 원활한 곳에 강제급배기 방식(FF식)으로 시공해야 한다.

  배기구를 바깥으로 빼되 강제배기하지 않는 CF타입은 밀레니엄을 맞으면서 자연스럽게 도태되었고, 개방형 가스온수기는 법으로 금지되었다. 기설치된 기기는 되도록 FF타입으로 조속히 교환하고, 중고 기기는 손도 대지 않는게 건강에 좋다.

• 배기가스를 배출하는 배기관 설치에 신경써야 한다.

  새집이나 벌집 같은 게 생기지 않도록 철망을 설치하여야 하며, 배기관이 막힌 경우 배기가스 역류로 인한 착화 불량으로 인해 보일러 가동이 멈추고, 가동하더라도 연통이 심하게 진동하면서 그을음을 뱉기도 한다. 스텐 강관이 아니라 자바라로 대충 마감하는 기름보일러 현장에서 자주 볼 수 있는 현상.

  바깥쪽으로 기울게 하여 빗물이나 응축수가 자연스럽게 배출되도록 설치되어야 한다. 반대로 콘덴싱 보일러는 보일러쪽으로 기울이는 것을 권장하고 있다. 콘덴싱 보일러의 응축수는 화합물이기 때문에 보일러 내부 장치에서 정화하려는 목적이 있다.

  이음매는 내열실리콘으로 밀봉 작업을 해야한다. 과거 사용되었던 석고붕대는 노후되면 균열이 생길뿐만 아니라 응축수가 표면에 맺히면 석고가 녹아서 제역할을 못한다. 별도의 배관을 통해 연소에 사용할 공기를 공급하는 강제급기 기능이 있는 제품은 급기관(자바라)이 아래로 쳐지지 않도록 주의해야 한다. 아래로 처치면 물이 고이고, 물이 고이면 처지는 정도가 심해져서 급기관을 막는다. 물이 보일러로 유입되면 연소 불량을 일으키게 된다.

• 겨울 대비
  

  고드름

  사용 중인 보일러는 항상 가스를 공급하고 전원이 들어온 상태를 유지할 것. 동파방지 기능이 작동하여 배관이 어는 것을 방지한다. 아예 사용하지 않는다면 배관을 비워서 동파를 예방한다.

  콘덴싱 보일러의 배기가스는 잠열을 많이 뺏긴 상태이기 때문에 배기구에 물이 맺히기 쉽고, 겨울철에 그대로 얼어서 고드름이 된다. 고층에서 낙하할 경우 안전사고의 원인이 되므로 수시로 확인하는 것이 좋다.

참고

• 가정용 보일러 고르기

  가정용 보일러를 만드는 메이저 4사를 설명하자면, R사는 비싼데 그 값은 한다는 평이며, KD사는 R사와 견줄수 있는 품질이며, D사는 싸고 기술도 좋은데 사후지원이 열불나며, KK사는 가격도 싸지 않은데 기술도 별로라는 평이다.