급탕설비와 온수설비

Hot Water and Heating Systems

급탕은 가열 방식과 순환 방식으로 계통이 나뉘어요. 팽창·온도 관리가 안전과 쾌적을 동시에 지켜요. 온수설비 운영관리의 구성 감각이에요. 온수 온도와 전수량 관점으로 계통 응답을 확인해 봐요.

물을 데워 순환시키는 급탕·온수설비

급탕설비는 물을 데우는 가열방식과 데운 물을 실사용처로 돌리는 순환방식으로 나뉩니다. 물은 데우면 부피가 늘기 때문에, 늘어난 양을 받아줄 팽창탱크가 반드시 필요합니다.

♨️ 왜 팽창탱크가 필수인가

①물은 온도가 오르면 밀도가 낮아져 부피가 늘어난다

②밀폐계에서 팽창분을 받아주지 않으면 압력이 급상승한다

③개방식 팽창탱크(대기 개방) 또는 밀폐식 팽창탱크(질소 쿠션)로 흡수

④온수 온도가 높을수록 팽창량이 커져 탱크 용량도 커진다

가열방식·순환방식 토글

🔎 네 가지 조합 정리

①직접가열: 열효율 높으나 스케일·수질오염 우려(연속식 순간온수기 등)

②간접가열: 코일로 열만 전달, 수질 유지 좋고 대규모 저탕에 적합

③중력순환: 밀도차로 온수 상승, 배관 저항 작은 소규모용

④강제순환: 순환펌프로 확실한 순환, 대규모·긴 배관에 필수

온수 팽창량 계산

가열 후 온수 온도70 °C

전수량(계통 보유수량)1000 L

팽창량

ΔV = 22.4 L

10℃ → 70℃

팽창률

2.24 %

v₂/v₁ = 1.0224

📏 팽창량을 읽는 법

①저온 비체적 v₁, 고온 비체적 v₂ 비율에서 늘어난 몫만 팽창량

②전수량이 많을수록, 온도차가 클수록 팽창량이 커진다

③팽창탱크 유효용량은 이 팽창량보다 커야 한다

④밀도표: 10℃ 999.7, 60℃ 983.2, 80℃ 971.8 kg/m³ 근사

핵심 공식

온수 팽창량

ΔV = V(v₂v₁ - 1)

V=전수량, v₁=저온 비체적, v₂=고온 비체적

밀도로 표현

ΔV = V(ρ₁ρ₂ - 1)

ρ₁=저온 밀도, ρ₂=고온 밀도 (ρ₁>ρ₂)

급탕부하

Q = G·c·(t₂ - t₁)

G=급탕량, c=비열, (t₂-t₁)=온도상승

핵심 정리와 시험 포인트

🎯 시험 포인트

①가열방식: 직접가열(열원 직접접촉) vs 간접가열(가열코일 열교환)

②순환방식: 중력순환(밀도차 자연순환) vs 강제순환(순환펌프)

③온수 팽창량 ΔV = V(v₂/v₁ − 1), 온도·수량 클수록 큼

④팽창탱크는 개방식/밀폐식, 늘어난 물을 흡수해 과압 방지

⑤급탕부하 Q = G·c·Δt (급탕량 × 비열 × 온도상승)

📝 대표 기출문제

①[기출유형] 10℃ 1000 L을 80℃로 가열 시 팽창량은? (답: 1000×(999.7/971.8−1) ≒ 28.7 L)

②[기출유형] 순환펌프가 필요한 순환방식은? (답: 강제순환)

③[기출유형] 밀폐 급탕계통에서 팽창량을 흡수하는 장치는? (답: 팽창탱크)