연도와 연돌 설치

Flue and Stack Installation

연도와 연돌은 배기가스를 안전하게 대기로 내보내는 통로예요. 단면적·유속이 저항과 배출 안정성을 나눠 가져요. 설치·설계 기준과 계산이 맞물리는 단원이에요. 배기가스량과 유속을 바꿔 단면 설계 감각을 봐요.

배기가스가 지나갈 통로를 설계한다

연소실을 빠져나온 배기가스는 연도(flue)를 지나연돌(stack)로 올라가 대기로 배출됩니다. 단면적이 너무 좁으면 유속이 빨라져 통풍저항이 커지고, 너무 넓으면 유속이 느려 연돌 통풍력이 떨어집니다. 그래서 배기가스량과 적정 유속으로 단면적을 정합니다.

👀 연도와 연돌 설치의 기본

①연도: 연소실과 연돌을 잇는 배기가스 통로, 굴곡·저항 최소화

②연돌: 배기가스를 높이 올려 통풍력 확보 + 대기 확산

③단면적은 배기가스량과 적정 유속으로 결정

④재질·배치는 온도·부식·시공성·기밀을 고려해 선택

배기가스량과 유속으로 단면적 정하기

배기가스량 Q15 m³/s

배기 유속 v6 m/s

내화벽돌 축조. 축열이 크고 내식성 양호하나 기밀 유지가 어렵고 지하 매설 시 누수·통풍저항 주의

💡 단면적은 유량 나누기 유속

①연속의 식: 배기가스량 Q = 단면적 A × 유속 v

②따라서 단면적 A = Q / v (유량을 유속으로 나눈다)

③유속을 크게 잡으면 단면적은 작아지지만 통풍저항이 커진다

④적정 배기유속은 대략 3~6 m/s 범위에서 설계한다

단면적과 직경 공식

연돌 상부 단면적

A = Qv

Q=배기가스량(m³/s), v=배기유속(m/s), A=단면적(m²)

원형 단면 직경

D = √(4Aπ)

단면적 A로부터 원형 연돌의 안지름을 구한다

현재 조건의 단면적·직경

A = 2.50 m², D = 1.78 m

Q=15 m³/s, v=6.0 m/s 기준

연도·연돌 설치 요점

연도 배치

굴곡·급확대 최소화

급격한 방향 전환은 압력손실(통풍저항)을 키운다

재질 선택

온도·부식 대응

저온부식(황산 이슬점) 대비 보온·내산 라이닝 적용

연돌 높이

통풍력·확산 확보

주변 건물·법규(대기확산) 고려하여 충분히 높게

연돌 상부는 하부보다 단면을 약간 좁혀(테이퍼) 유속을 유지하면 배출 확산과 통풍력에 유리합니다. 응축수 배출을 위한 드레인과 점검구도 함께 설치합니다.

핵심 정리와 시험 포인트

🎯 시험 포인트

①연돌 단면적 A = 배기가스량 Q / 배기유속 v (연속의 식)

②원형 직경 D = √(4A/π)

③유속이 빠를수록 단면적은 작아지나 통풍저항 증가

④적정 배기유속은 대략 3~6 m/s

⑤저온부식(황산 이슬점) 대비 보온·내산 라이닝, 굴곡 최소화로 손실 저감

📝 대표 기출문제

①[기출유형] 배기가스량 30 m³/s, 유속 6 m/s일 때 단면적은? (답: 30/6 = 5 m²)

②[기출유형] 단면적 5 m²인 원형 연돌의 직경은? (답: √(4×5/π) ≒ 2.52 m)

③[기출유형] 배기유속을 크게 잡으면 단면적은? (답: 작아진다, 단 저항 증가)

④[기출유형] 연돌 저온부에서 발생하는 부식의 원인은? (답: 황산 이슬점 이하에서의 응축, 저온부식)