콘덴싱 보일러의 간략도

최근 집 보일러를 콘덴싱 보일러로 교체하였다. 

콘덴싱 보일러는 배기가스에 포함되어 있는 수분을 응축시켜서, 응축열도 이용하는 보일러이다. 

당연히 일반 보일러보다 연료비가 절감되게 된다. 

위의 그림은 콘덴싱 보일러 구조를 간략화 해서 개념을 이해할 수 있도록 만든 구조도이다. 

먼저 집안 어딘가에서 온수를 사용하면, 보일러의 유수감지기를 통해서 보일러에 점화 신호가 가게 되어 연소용 공기를 공급하는 팬이 켜진다. 

그 후, 점화장치인 이그나이터가 켜지고 가스를 공급하는 솔레노이드 밸브가 동작해서 가스를 공급하면 불이 붙게 된다. 

가스가 연소해서 생긴 플루가스(Flue Gas)는 퍼니스(Furnace) 내부에서(가장 뜨거운 부분) 높은 온도의 급수와 열교환을 하고, 점차적으로 온도가 떨어지면서 낮은 온도의 급수 부분과 만난다. (이러한 열교환 방식을 향류식 이라고 한다.)

급수와의 열교환을 통해서 플루가스의 온도가 점점 떨어지면 이슬점에 도달하게 되는데, 이슬점에 거의 도달한 플루가스는 냉수의 입구 부분과 만나서 포함하고 있던 수분이 응축되면서 잠열을 내보낸다. 보일러에 공급되는 급수는 이 잠열을 흡수하여 온도가 상승한 상태로 퍼니스(Furnace)로 향하게 된다. 

수분이 응결된 플루가스는 연도를 통해서 밖으로 나가고, 발생한 응축수는 루프씰(Loop Seal) 을 통해서 배출된다. 

콘덴싱 보일러에 있는 루프씰은 세면대 등에 있는 루프씰과는 용도가 약간 다른데, 연소용 공기를 공급하는 팬에서 공기를 불어넣어주면, 보일러의 퍼니스와 배기가스가 나가는 부분의 압력은 바깥보다 높은 상태가 된다. 

이 때, 루프씰이 없다면 배기가스는 연도와 응축수 드레인 라인으로 빠져나오게 된다. 

하지만 루프씰에 물이 고여있으면 루프씰의 높이에 해당하는 수두압보다 배기가스의 압력이 낮은 경우, 배기가스는 연도(굴뚝)로만 빠져나가고, 드레인 라인에는 응축수만 빠져나오게 된다. 

루프씰은 드레인 라인으로 배기가스가 나오지 못하도록 하는 장치라고 할 수 있다. 

보일러를 처음 설치했을 때에는 루프씰에 물이 없으므로 배기가스가 드레인 라인으로 나올 수도 있다. (처음 설치해서 테스트 할 때에는 반드시 환기 필요하다.)

콘덴싱 보일러는 배기가스의 수분을 응축시켜서 그 응축열을 이용하는 방식의 보일러이다. 따라서, 배기가스 내에 포함되어 있는 산화물이 응축수에 녹게 되므로 응축수는 산성을 띤다. 배기가스의 응축이 일어나는 부분과 응축수를 배출하는 배관은 부식에 강한 재질이어야 할 것이다.

또한, 보일러를 멈춘 후에도 응축수에 의한 부식을 막기 위해서 한동안 팬이 가동되어야 할 수도 있다. 

콘덴싱 보일러의 장단점은 겨울을 지나봐야 알 것 같지만, 확실히 연료비 절약은 될 것 같다. 

본문에 첨부된 그림에 나온 구조는 콘덴싱 보일러에 필요한 최소 구성요소를 나타낸 것이며, 실제는 이보다 훨씬 복잡하다. 

퍼니스(Furnace) - 화덕, 화로 라는 뜻으로, 주로 노(爐) 에서 연소가 일어나는 부분을 말함.

플루가스(Flue Gas) - 화석 연료를 연소하면서 발생하는 가스

루프씰(Loop Seal) - 배관에 굴곡을 주어서, 굴곡부에 들어있는 물의 수두압을 이용하여 기체의 흐름을 차단하는 방법

향류식 - 열교환을 하는 유체가 서로 반대방향으로 진행하면서 열을 교환하는 방식. 같은 방향이면 병류식이다.