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진공식 보일러와 무압식 보일러 비교 설명
1. 구조
가. 진공식 보일러 구조
진공식 보일러는 내부를 진공 상태로 유지하여 낮은 온도에서 물을 증발시키는 보일러입니다. 주요 구조는 다음과 같습니다.
- 본체 (진공 용기): 밀폐된 용기로 내부가 진공 상태로 유지됩니다.
- 열교환 코일 (전열관): 버너에서 발생한 열을 물에 전달하는 역할을 합니다. 이 코일은 진공 용기 내부에 위치합니다.
- 물 (열매체): 진공 용기 내부에 채워진 물은 낮은 온도에서 증발하여 증기를 생성합니다.
- 증기 헤더: 증발된 증기를 모으는 부분입니다.
- 보일러수 순환 펌프: 필요에 따라 보일러수를 순환시켜 열 전달 효율을 높입니다.
- 진공 유지 장치: 진공 펌프 등을 이용하여 내부 진공 상태를 유지합니다.
- 안전 장치: 진공 파괴 방지 장치, 압력 안전 밸브 (진공 파괴 시 내부 압력 상승 대비) 등이 있습니다.
[구조 개념도]
나. 무압식 보일러 구조
무압식 보일러는 대기압 상태에서 물을 가열하여 온수나 증기를 생산하는 보일러입니다. 구조가 비교적 간단하며, 안전성을 강조한 형태입니다.
- 본체 (개방형 또는 밀폐형 용기): 대기압에 노출되거나 약간의 압력 상승을 허용하는 구조입니다.
- 버너: 연료를 연소시켜 열을 발생시키는 부분입니다.
- 열교환기 (전열관): 버너에서 발생한 열을 물에 전달하는 역할을 합니다.
- 물 탱크: 보일러에 물을 공급하고 저장하는 역할을 합니다.
- 순환 펌프: 가열된 물이나 증기를 난방/급탕 시스템으로 순환시키는 역할을 합니다.
- 안전 장치: 과열 방지 장치, 수위 조절 장치, 역화 방지 장치 등이 있습니다. 압력 상승이 거의 없으므로 압력 안전 밸브는 일반적으로 설치되지 않습니다.
[구조 개념도]
2. 특징 비교
| 특징 | 진공식 | 무압식 |
| 운전 압력 | 대기압 이하 (진공 상태) | 대기압 |
| 비등점 | 낮음 (일반적으로 50~90℃) | 높음 (약 100℃) |
| 안전성 | 매우 높음 (진공 상태이므로 폭발 위험 극히 낮음) | 비교적 높음 (과열 방지 등 안전 장치 필수) |
| 효율 | 열 회수율이 높아 효율이 우수함 | 구조가 간단하여 효율이 상대적으로 낮을 수 있음 |
| 설치 공간 | 비교적 작게 설치 가능 | 설치 공간 제약이 적음 |
| 유지 보수 | 진공 유지 관리가 중요 | 비교적 용이함 |
| 주요 사용처 | 건물 난방 및 급탕, 지역 난방의 중간 열원 등 | 소규모 건물 난방 및 급탕, 산업 공정 등 |
| 초기 투자 비용 | 비교적 높음 (진공 유지 장치 등 추가 부품 필요) | 비교적 저렴함 |
| 수질 관리 | 스케일 발생 가능성이 낮아 수질 관리가 용이함 | 스케일 발생 가능성이 있어 수질 관리가 중요함 |
요약 설명
- 진공식 보일러는 낮은 온도에서 증기를 발생시켜 안전성이 매우 높고 에너지 효율이 우수합니다. 주로 대형 건물이나 지역 난방 시스템에 활용됩니다. 하지만 초기 투자 비용이 높고 진공 유지 관리가 필요합니다.
- 무압식 보일러는 대기압 상태에서 운전되므로 구조가 간단하고 초기 투자 비용이 저렴합니다. 소규모 건물이나 산업 현장에서 주로 사용되지만, 진공식 보일러에 비해 효율이 낮을 수 있습니다. 안전을 위해 과열 방지 등의 안전 장치가 필수적입니다.
어떤 보일러를 선택할지는 사용 목적, 필요한 용량, 안전 요구 사항, 경제성 등을 종합적으로 고려하여 결정해야 합니다.
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