용해로(중앙 난방)

Furnace (central heating)
석유로

화로(미국식 영어)는 영국식 히터 또는 보일러로 불리며 건물의 전체 또는 일부를 위해 열을 발생시키는 데 사용되는 장치입니다.용해로는 대부분 중앙 난방 [clarification needed]시스템의 주요 구성 요소로 사용됩니다.용해로는 공기, 증기 또는 온수 등의 중간 유체 이동을 통해 내부 공간에 열을 공급하기 위해 영구적으로 설치됩니다.증기 또는 온수를 액체로 사용하는 난방 기기는 일반적으로 가정용 증기 보일러 또는 가정용 온수 보일러라고 합니다.북미와 유럽의 많은 지역에서 현대식 용해로의 가장 일반적인 연료 공급원은 천연 가스이며, 다른 일반적인 연료 공급원은 LPG(액화 석유 가스), 연료 오일, 목재 및 드문 경우 석탄입니다.일부 지역에서는 전기 저항 난방이 사용됩니다. 특히 전기 비용이 낮거나 주요 목적이 에어컨인 경우에는 더욱 그렇습니다.현대식 고효율로는 최대 98%의 효율성을 자랑하며 굴뚝 없이 작동할 수 있습니다. 일반적인 가스로는 [1]약 80%의 효율성을 자랑합니다.폐가스와 열은 구조물의 측면 또는 지붕을 통해 환기될 수 있는 금속 연도 파이프 또는 폴리 염화비닐(PVC) 파이프를 통해 기계적으로 환기됩니다.가스로의 연비는 AFUE(연간 연료 이용 효율)로 측정됩니다.

이 글에서 다루지 않는 용해로의 다른 의미는 "금속 용광로" 및 "공업용 용해로"(제련과 같은 금속 공장과 화학 공장 같은 기타 산업용 응용 분야)에서 논의됩니다.

어원학

그 이름은 오븐을 뜻하는 라틴어 fornax에서 [2]유래했다.

분류

용해로는 효율성과 설계, 자연 통풍, 강제 공기, 강제 통풍 및 응축에 따라 네 가지 일반적인 범주로 분류할 수 있습니다.

내추럴 드래프트

A cutaway diagram of a Lamneck central heating gas furnace.
20세기 초 천연 드래프트 가스로의 다이어그램.

용해로의 첫 번째 범주는 자연 통풍, 대기 버너로입니다.이러한 용해로는 벽돌, 석조 또는 강철로 이루어진 외부 쉘 내에 구축된 주철 또는 리벳 강철 열 교환기로 구성되었습니다.열교환기는 벽돌이나 석조 굴뚝을 통해 배출되었다.공기 순환은 나무나 금속으로 만들어진 위쪽으로 올라간 큰 파이프에 의존했다.그 파이프는 따뜻한 공기를 집 안의 바닥이나 벽 통풍구로 흐르게 할 것이다.이 난방 방법은 따뜻한 공기가 상승하기 때문에 효과가 있었다.

시스템은 단순했고 제어가 거의 없었고, 자동 가스 밸브 하나뿐이었으며, 송풍기도 없었습니다.이러한 용해로는 버너 영역을 조정하는 것만으로 어떤 연료로도 작동할 수 있습니다.그것들은 20세기 초에 짧은 기간 동안 목재, 코크스, 석탄, 쓰레기, 종이, 천연가스, 연료유, 고래기름으로 운영되었다.고체 연료를 사용하는 용해로는 버너 영역 하단에 쌓인 재와 "클링커"를 제거하기 위해 매일 유지보수가 필요했습니다.이후 이러한 용해로는 공기 분배를 돕고 열을 가정으로 빠르게 이동시키기 위해 전기 송풍기로 개조되었습니다.가스 및 석유 연소 시스템은 보통 가정 내 온도 조절기에 의해 제어되는 반면, 대부분의 목재 및 석탄 연소로는 전기 연결이 없으며 버너 내 연료량과 버너 액세스 도어의 외기 댐퍼 위치에 의해 제어됩니다.

강제 공기

두 번째 용광로 범주는 주철 또는 단면 강철 열 교환기가 있는 대기 버너 스타일의 강제 공기입니다.1950년대와 1960년대까지 이러한 유형의 용광로는 크고 자연적인 통풍 시스템을 대체하기 위해 사용되었으며, 때로는 기존의 중력 덕트 작업에도 설치되었습니다.가열된 공기는 벨트로 구동되고 다양한 속도로 설계된 송풍기에 의해 이동되었습니다.이 용해로는 현대의 용해로에 비해 여전히 크고 부피가 컸으며, 볼트식 탈착식 패널이 있는 무거운 강철 외부를 가지고 있었습니다.에너지 효율은 50%에서 65%의 AFUE까지 다양합니다.이 스타일의 화로는 여전히 대형 석조 건물 또는 벽돌 굴뚝을 연도용으로 사용했으며 결국 에어컨 시스템을 수용할 수 있도록 설계되었습니다.

강제 징병

세 번째 용광로 범주는 강철 열 교환기와 다속 송풍기가 있는 강제 통풍 중효율 용광로입니다.이러한 용해로는 이전 스타일보다 물리적으로 훨씬 더 콤팩트했습니다.열교환기를 통해 공기를 흡입할 수 있는 연소 공기 송풍기가 장착되어 있어 열교환기를 소형화하는 동시에 연료 효율을 크게 높였습니다.이러한 용해로는 다속 송풍기가 있을 수 있으며 중앙 에어컨 시스템과 함께 작동하도록 설계되었습니다.

응축

응축로

용해로의 네 번째 범주는 고효율 즉 응축로입니다.고효율 용해로는 89~98%의 연비를 달성할 수 있습니다.이러한 유형의 용해로는 밀폐된 연소 영역, 연소 드래프트 유도 장치 및 2차 열 교환기를 포함합니다.열교환기는 배기가스에서 대부분의 열을 제거하기 때문에 작동하면서 수증기와 다른 화학 물질(순산을 형성하는)을 응축합니다.통풍구는 부식을 방지하기 위해 일반적으로 PVC 파이프 대 금속 통풍 파이프로 설치된다.드래프트 인듀서는 배기 배관이 구조물을 빠져나갈 때 수직 또는 수평으로 배선될 수 있도록 한다.고효율 용해로의 가장 효율적인 배치에는 가정 외부에서 직접 고로로 신선한 연소 공기를 가져오는 PVC 배관이 포함됩니다.보통 연소 공기(외기) PVC는 설치 중에 배기 PVC를 따라 배선되며, 배관은 같은 위치에 있는 홈의 측벽을 통해 배출됩니다.고효율 용해로는 일반적으로 60% AFUE 용해로에 비해 25% ~ 35%의 연료를 절약합니다.

화로의 종류

싱글 스테이지

1단계 용해로는 작동 단계가 한 단계뿐이며, 작동은 켜지거나 꺼집니다.이는 비교적 소음이 많고 항상 최고 속도로 작동하며 항상 가장 뜨거운 공기를 최고 속도로 뿜어낸다는 것을 의미합니다.

1단계 용해로의 이점 중 하나는 일반적으로 설치 비용입니다.1단 용해로는 기술이 비교적 단순하기 때문에 비교적 저렴합니다.그러나 1단계 가스로의 단순성은 블로워 모터 소음과 기계적 비효율성의 대가를 치르게 됩니다.이러한 1단계 용해로의 블로워 모터는 공간의 난방 요구 사항에 관계없이 일정한 속도로 작동하기 때문에 전반적으로 더 많은 에너지를 소비합니다.

1단 용해로는 1단 작동 방식 때문에 1단 [3]용해로라고도 합니다.

이단

2단계 용해로는 2단계 최대 속도 및 절반(또는 감소)의 속도를 수행해야 합니다.요구되는 열에 따라 대부분의 경우 저속 주행이 가능합니다.그들은 더 조용하고, 더 느린 속도로 공기를 움직일 수 있고, 집안에서 원하는 온도를 유지하는 것이 더 나을 것이다.

변조

변조로는 요구된 열 및 외부 온도에 따라 열 출력 및 공기 속도를 거의 연속적으로 변조할 수 있습니다.이것은 그것이 필요한 만큼만 작동하기 때문에 에너지를 절약한다는 것을 의미합니다.

열분포

A photo of an "octopus"-type hot-air furnace in a basement.
기름 버너가 있는 옥토푸스 아궁이.

용해로는 중간 분배 시스템을 통해 건물의 주거 공간으로 열을 전달합니다.뜨거운 물(또는 다른 유체) 또는 증기를 통해 분포하는 경우, 용해로는 일반적으로 보일러라고 불립니다.보일러의 장점 중 하나는 별도의 온수기를 필요로 하지 않고 용광로가 목욕과 설거지를 위한 온수를 제공할 수 있다는 것입니다.이러한 유형의 적용에 대한 한 가지 단점은 보일러가 고장났을 때 난방이나 가정용 온수를 사용할 수 없다는 것입니다.

공기 대류 난방 시스템은 한 세기 이상 사용되어 왔다.구형 시스템은 '중력 공급'이라고 불리는 시스템에서 공기 순환을 구동하기 위해 함께 작용하여 공기 순환을 구동하기 위해 바닥의 공기 리턴 레지스터를 통해 냉기의 밀도가 높아지면 덕트 구조에서 냉기가 아래 용해로 영역으로 가라앉고 가열된 공기의 밀도가 낮아지는 수동 공기 순환 시스템을 사용합니다.이러한 '옥토푸스' 용해로와 덕트 시스템의 레이아웃은 다양한 직경의 댐핑된 덕트로 최적화되어 있습니다.

A photo of a modern forced-air gas furnace with associated ductwork nearby.
강제 공기로, 1991년경 설계.

이에 비해, 대부분의 현대 "온풍" 용해로는 일반적으로 팬을 사용하여 집안으로 공기를 순환시키고 냉기를 다시 가열하기 위해 용해로로 다시 끌어옵니다. 이를 강제 공기 열이라고 합니다.팬은 덕트 구조의 저항을 쉽게 이겨내기 때문에 덕트 배치가 옛날 문어보다 훨씬 유연하다.미국 관행에서는 별도의 덕트가 냉기를 모아 용광로로 돌려보냅니다.용해로에서는 냉기가 보통 공기 필터를 통해 용해로 내부로 유입되고 송풍기를 통과한 다음 용해로의 열 교환기를 통과하여 건물 전체로 방출됩니다.이러한 유형의 시스템의 주요 장점 중 하나는 용해로 출구에 냉각 코일을 추가하는 것만으로 중앙 에어컨을 쉽게 설치할 수 있다는 것입니다.

공기는 판금 또는 플라스틱 "플렉스" 덕트로 만들어지고 절연 또는 비절연 덕트를 통해 순환됩니다.매스틱 또는 포일 덕트 테이프를 사용하여 덕트 및 플레넘을 씰링하지 않는 한 덕트 구조에서 컨디셔닝된 공기가 많이 누출될 수 있으며, 이를 통해 컨디셔닝되지 않은 공간으로 유입될 수 있습니다.에너지 낭비의 또 다른 원인은 다락방이나 크롤 공간과 같은 가열되지 않은 구역에 덕트 설비를 설치하는 것입니다.또는 따뜻한 기후의 다락방에서는 에어컨 시스템의 덕트 설비를 들 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ Johnson, Bill; Standiford, Kevin (2008-08-28). Practical Heating Technology. Cengage Learning. p. 116. ISBN 978-1418080396.
  2. ^ Chisholm, Hugh, ed. (1911). "Furnace" . Encyclopædia Britannica. Vol. 11 (11th ed.). Cambridge University Press. p. 358.
  3. ^ Ahmed, Rifat (2020-06-01). "Handbook on Single, Multi & Variable Speed Furnaces" (PDF). Green Leaf Air. Archived (PDF) from the original on 2020-07-05. Retrieved 2020-08-17.

언급

  • Gray, W.A.; Muller, R (1974). Engineering calculations in radiative heat transfer (1st ed.). Pergamon Press Ltd. ISBN 0-08-017786-7.
  • Fiveland, W.A., Crosbie, A.L., Smith A.M. and Smith, T.F. (Editors) (1991). Fundamentals of radiation heat transfer. American Society of Mechanical Engineers. ISBN 0-7918-0729-0. {{cite book}}: author=범용명(도움말)이 있습니다.CS1 유지: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  • Warring, R. H (1982). Handbook of valves, piping and pipelines (1st ed.). Gulf Publishing Company. ISBN 0-87201-885-7.
  • Dukelow, Samuel G (1985). Improving boiler efficiency (2nd ed.). Instrument Society of America. ISBN 0-87664-852-9.
  • Whitehouse, R.C. (Editor) (1993). The valve and actuator user's manual. Mechanical Engineering Publications. ISBN 0-85298-805-2. {{cite book}}: author=범용명(도움말)이 있습니다.
  • Davies, Clive (1970). Calculations in furnace technology (1st ed.). Pergamon Press. ISBN 0-08-013366-5.
  • Goldstick, R.; Thumann, A (1986). Principles of waste heat recovery. Fairmont Press. ISBN 0-88173-015-7.
  • ASHRAE (1992). ASHRAE Handbook. Heating, ventilating and air-conditioning systems and equipment. ASHRAE. ISBN 0-910110-80-8. ISSN 1078-6066.
  • Perry, R.H. and Green, D.W. (Editors) (1997). Perry's Chemical Engineers' Handbook (7th ed.). McGraw-Hill. ISBN 0-07-049841-5. {{cite book}}: author=범용명(도움말)이 있습니다.CS1 유지: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  • Lieberman, P.; Lieberman, Elizabeth T (2003). Working Guide to Process Equipment (2nd ed.). McGraw-Hill. ISBN 0-07-139087-1.