통풍방식과 통풍력

Draft Systems and Draft Force

통풍력은 연소에 공기를 넣고 배기를 빼는 압력차예요. 연돌 높이와 가스 온도가 자연통풍의 크기를 좌우해요. 통풍 방식 선택·계산의 기본 축이에요. 연돌 높이와 배기온도를 바꿔 통풍력 변화를 확인해 봐요.

연료를 태우려면 바람길이 있어야 한다

연소는 산소를 계속 공급하고 배기가스를 계속 내보내야 유지됩니다. 이 공기와 가스의 흐름을 만드는 압력차가 통풍력(draft)이고, 그 크기를 물기둥 높이 mmH₂O로 잽니다. 연돌의 부력만 쓰면 자연통풍, 송풍기를 더하면 강제·유인·평형통풍입니다.

👀 네 가지 통풍방식

①자연통풍: 연돌 부력만 이용, 송풍기 없음, 통풍력 작다

②압입(강제)통풍: FD 송풍기로 공기를 밀어넣음, 노 내압 정압(+)

③유인(흡입)통풍: ID 송풍기로 배기가스를 빨아냄, 노 내압 부압(-)

④평형통풍: FD+ID 병용, 노 내압을 대기압 근처로 유지

통풍방식을 바꿔 보고 통풍력을 키워 보기

연돌 높이 H30 m

배기가스 온도 t_g250 °C

연돌의 부력만으로 통풍. 송풍기 없이 배기가스와 외기의 밀도차로 draft 발생. 통풍력 작음

💡 통풍력을 키우는 두 가지 손잡이

①연돌 높이 H를 높이면 부력 기둥이 길어져 통풍력이 커진다

②배기가스 온도가 높으면 가스 밀도가 작아져 외기와의 밀도차가 커진다

③즉 이론통풍력은 (연돌 높이)×(외기와 배기가스의 밀도차)에 비례한다

④자연통풍이 부족하면 송풍기로 강제·유인·평형통풍을 사용한다

이론통풍력 공식

이론통풍력 Z

Z = 273 · H · (γ_a273 + t_a - γ_g273 + t_g)

γ_a=외기 비중량 1.293, γ_g=배기가스 비중량 1.354 kgf/m³, H=연돌 높이 m, 단위 mmH₂O

괄호 안은 외기와 배기가스의 실제 밀도(비중량) 차이입니다. 배기가스가 뜨거울수록 두 번째 항이 작아져 밀도차가 커지고, 여기에 연돌 높이 H를 곱한 만큼 통풍력이 생깁니다. 결과는 물기둥 높이 mmH₂O 단위로 나옵니다.

📏 실제통풍력은 이론보다 작다

①이론통풍력은 마찰·손실이 없는 이상값이다

②연도·연돌 벽면 마찰, 굴곡, 댐퍼 저항으로 손실이 발생한다

③실제통풍력 = 이론통풍력 - 통풍저항(손실)

④부족분은 송풍기(강제·유인)로 보충한다

통풍방식별 특성 정리

현재 조건의 이론통풍력

Z = 14.94 mmH₂O

H=30 m, t_g=250°C, t_a=20°C 기준

압입통풍 (FD)

노 내압 > 대기압 (정압)

저온 공기를 밀어넣어 팬 부하 유리, 가스 누설 주의

유인통풍 (ID)

노 내압 < 대기압 (부압)

고온 배기가스를 흡입, 팬 마모·부식 큼, 외기 침입 주의

평형통풍 (FD + ID)

노 내압 ≈ 대기압

대용량 보일러 표준, 노 내압 제어 용이

핵심 정리와 시험 포인트

🎯 시험 포인트

①이론통풍력 Z = 273·H·(γa/(273+ta) - γg/(273+tg)), 단위 mmH₂O

②통풍력은 연돌 높이 H와 외기·배기가스 밀도차에 비례한다

③배기가스 온도가 높을수록(밀도 작을수록) 통풍력이 커진다

④자연통풍은 통풍력이 작아 소형 보일러에만 적용

⑤압입=정압(FD), 유인=부압(ID), 평형=대기압 근처(FD+ID 병용)

📝 대표 기출문제

①[기출유형] 통풍력의 단위는? (답: mmH₂O = mmAq = kgf/m²)

②[기출유형] 연돌 높이가 2배가 되면 이론통풍력은? (답: 대략 2배로 증가)

③[기출유형] 노 내압을 부압으로 유지하는 통풍방식은? (답: 유인통풍, ID)

④[기출유형] 대용량 보일러에서 노 내압을 대기압 근처로 유지하는 방식은? (답: 평형통풍)