차례
1. 표준탐색
2. KS B 8127 의 용어항 참고
3. 검토
1. 두 보일러간의 구조차이 / 응축수에 관한 고찰
2. 콘덴싱보일러가 일반보일러보다 효율이 높지않다? 에 관한 고찰
3. 콘덴싱보일러가 일반보일러보다 효율이 높다는 추가자료
4. 결론(요약)
1. 표준탐색
일반보일러 적용 KS표준 -> KS B 8109 : 가스온수보일러
콘덴싱보일러 적용 KS표준 -> KS B 8127 : 콘덴싱 가스온수보일러
2. KS B 8127 의 용어항 참고
콘덴싱 가스 온수 보일러 : 효율 향상을 목적으로 연소 생성물 내의 수증기를 부분적으로 응축시키고 수증기의 잠열을 이용하여, 이 표준의 효율에 대한 요구사항을 만족하도록 하는 구조의 보일러
응축수 : 응축 과정을 통해서 연소 생성물로부터 형성된 액체
3-1. 검토 - 두 보일러간의 구조차이 / 응축수에 관한 고찰
<외관 구조차이>
일반형보일러는 응축수가 열교환기나 또는 배기통에서 발생하지 않도록 배기가스 온도가 일정 온도 이상 유지되게 만든다.
반면 콘덴싱보일러는 일반형 보일러와 반대로 배기가스 온도를 일정 온도 이하로 유지하여 응축수가 만들어지도록 해 이 때 발산되는 열을 이용하는 보일러다.
이처럼 서로 반대기 때문에 배기통 모양도 달라지는데,
일반형보일러의 배기통은 실외쪽으로 하향 경사지게 설치해 혹시 발생할지 모르는 응축수를 밖으로 떨어지게 한다.
반면 콘덴싱보일러는 응축수가 많이 발생하므로 배기통을 보일러 쪽으로 하향 경사지게
(실외쪽으로 상향 경사지게) 설치해 응축수가 보일러 내부로 흘러들어와 보일러 하단의 응축수 배출구로 배수되도록 설계한다.
*인터넷에서 퍼온 자료를 제가 보강한 것인데, 이상없어 보입니다.
<응축수>
콘덴싱보일러에서 나오는 응축수 강산으로 산도는 pH 3~4정도이다. 또한 이는 오렌지 쥬스와 같은 유기산이 아닌 환경 및 인체에 유해한 무기산으로, 산도 차이가 클수록 그 유해도도 커진다.
우리나라처럼 주거지가 밀집되어 있는 곳에서 배출됐을 경우 심각한 환경파괴가 우려되지 않을 수 없다. 국내 콘덴싱보일러 생산업체들은 응축수 배출시 주로 알칼리성인 생활하수와 혼합되어 중성화되어 큰 문제가 없다고 주장한다. 하지만 일반인의 라이프스타일 사이클 상, 보일러의 주가동 시간은 주로 야간으로 중성화를 위한 생활하수 배출시간과는 크게 상이한 바가 있다.
일반형보일러는 배기가스온도가 일정하므로 응축수가 발생되지 않는다. 그러나 콘덴싱보일러는 응축수를 발생시키는 2중 열교환방식을 거치기 때문에, 응축수가 대량으로 발생하고, 이러한 강산의 응축수를 처리해야 한다. 응축수를 외부로 배출시키거나, 응축수를 중화시켜 배출하는 방식 중에 택일해야 한다. 중화기를 사용할 경우 정기적으로 중화제를 보충해 주어야한다.
유럽의 경우에는 보일러 내 중화기 설치와 배수관 처리가 되어 있지만, 국내의 경우 대부분 중화기가 없고 배수관에 대해서 무방비 상태다. 아직까지 응축수에 대해 이렇다 할 의견을 내놓은 기관이 없는 만큼 환경적합성여부는 신중히 검토해 볼 문제이다.
*인터넷에서 퍼온 자료인데, 반박을 해보고자 합니다.
어느 블로그에서 관련 종사자분?이 쓰신글이 여러 방면으로 옮겨지면서, 응축수가 매우 유해하며 이것 때문에라도 콘덴싱 보일러가 더 좋지 않다는 주장이 담긴 글이 많이 퍼져있는데..
우선 응축수는 분명히 산성이기 때문에, 장시간 사용시 배관의 부식에 대해 우려가 될수는 있습니다. 하지만 이는 굉장히 가혹한 조건에서, 굉장히 긴시간을 사용했을 때 고려해야하는 부분입니다. 통상적인 가정의 배관은 가정용 보일러 응축수 정도의 산도는 거뜬히 버틸수 있습니다.
pH 3~4 정도의 응축수가 매우 강한 산이니, 환경파괴가 심각히 우려된다고도 쓰셨는데,
pH 3~4 정도면 과일주스, 탄산음료, 와인, 김치 수준의 산도입니다.
또한 무기산이여서 인체에 매우 유해하다고 쓰셨는데, 탄산음료나 콜라도 무기산입니다.
당장 저희 위에서도 무기산이 만들어지고 있습니다.
혹시나, 응축수의 무기산이 호흡기를 통해 들어가면 해로울거 아니냐 라고 의문을 가지신다면
우선 보일러에서 배관을 통해 바로 배출되기 때문에 직접 접촉될 일이 거의 없고, 또한 무기산은 물에 잘 녹기때문에 상온에서 다시 기체 형태로 바뀌어 호흡기로 흡입될 일도 없습니다.
쉽게 비유하면 탄산수를 가정용 하수배관으로 흘려 버리시는거라고 생각하시면 됩니다.
(물론 응축수에는 탄산 이외에도 극미량의 금속성분들이 함유되어있습니다.)
그러니 응축수가 손에 묻어도되고, 몸에 튀어도 상관없습니다.
그냥 극미량의 금속성분들이 함유된 약산성의 '물'이니까요
그런데 이것 때문에 배관이 파열되고 환경오염이 극심하다? 글쎄요.. 환경오염이 되기는 합니다만 콘덴싱을 사용하여 현재기술로 정수하여 폐기가 가능한 수질오염원을 배출할 것인가,
콘덴싱을 거부하여 속수무책으로 대기에 흩뿌려지는 대기오염원을 배출할 것인가 입니다.
여튼 이제껏 가정에서 응축수로 인한 사고 사례가 극히 드물다는 점과
정부와 관련 기관들이 여러 검증을 거쳐 이상없다고, 친환경적이라고 판단한 콘덴싱 보일러를
정반대로 평가하기에는 위 의견의 근거가 부족해 보입니다.
(물론, 유럽 일부국가에서는 응축수 배출에 대해 규제하고 있습니다. 유럽은 환경문제에 대해 굉장히 민감하니까요. 하지만 이런 국가들의 규제조항을 살펴보면 타이트한 조건이 아니라고 합니다. 어느정도 조건을 만족시킬 경우 이들 역시 사전처리없이 응축수를 배출할 수 있고, 대부분의 콘덴싱 보일러가 이 조건을 만족시킨다고 합니다. 유럽 국가중에서 응축수 배출 시 중화 규제를 안하는 국가도 있다고 하구요.
국내에서는 강제하고 있는 규정은 없지만, 환경표지인증이라는 자발적 친환경보일러 제도를 통해, 응축수의 금속 함유농도는 통제 하고 있습니다. 국내에서도 점차 환경문제가 중요시되고 있으니, 현재는 선택적 인증제도에 속해있는 응축수 규제조항이 가까운 미래에는 의무로 편입될 수도, 중화에 관한 문제를 포함시킬 수도 있을듯 합니다.)
3-2. 검토 - 콘덴싱보일러가 일반보일러보다 효율이 높지않다? 에 관한 고찰
한국소비자보호원 성능시험 결과, 콘덴싱보일러가 일반형보일러보다 발열량이 월등히 많아 가스비 절감효과가 높은 것으로 확인됐다는 조사는 신빙성이 부족하다.
한국소비자보호원이 최근 시중 가스보일러에 대한 성능시험(32평형, 용량 1만6000kcal/h기준)을 한 결과였다. 이는 콘덴싱방식이 응축수를 발생시키는 과정에서 발열량이 높아졌기 때문으로 실제 열효율과는 무관하다.
이번 조사에서 32평형 콘덴싱보일러의 난방시 열효율은 콘덴싱보일러가 일반조건에서 87%, 일반 보일러의 84%보다 높았다. 그러나 이는 실제 효율성과 관계있는 온수사용이나 시간별 사용량에 따른 난방비 절감에 대한 실험조건과 거리가 멀었다. 일반인의 라이프스타일에 맞는 실험조건이 아니었다는 이야기다.
온수 사용시 보일러에 필요한 전력량(하루 1시간, 월전기 사용량 201~300kWh기준)은 온오프식 보일러의 30~100W, 비례제어식의 105~108W로 콘덴싱보일러의 137~147W로 보다 낮았다. 또한 온수 공급능력에서 콘덴싱보일러가 1분당 8.4ℓ, 일반형보일러가 공급량 6.4~6.5ℓ라는 결과는 콘덴싱보일러가 온수공급시에는 콘덴싱효과가 일어나지 않아 순간식 열교환으로 작동했기 때문이다.
이러한 조사는 사용자의 라이프스타일, 응축수 처리문제, 보일러 수명 등을 고려하지 않은 실험조건에서 이뤄진 단순일률적인 실험조건 하의 수치에 따른 결과에 불과하다
*인터넷에서 퍼온 자료인데, 반박을 해보고자 합니다.
마찬가지로 블로그에서 관련 종사자분?이 쓰신글인데, 시험조건이 다방면을 고려하지 않았으므로, 저 결과는 신빙성이 떨어지며, 콘덴싱 보일러가 일반보일러보다 더 좋다고 볼수없다. 라는 주장이 담긴 글이 많이 퍼져있는데..
우선 위 글에서 언급한 소비자원이 시험한 내용의 결과 보고서는 소비자보호원 홈페이지에서 누구나 조회해 볼수있습니다. 한번 같이 검토해보겠습니다.
<보고서 요약>
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-시험방법 : 열효율, 난방출력, 온수공급능력, 소비전력 모두
가스온수보일러 KS표준인 8109,
콘덴싱가스온수보일러 KS표준인 8127 표준방법에 따라 진행
- 시험결과 :
난방출력은 보일러가 가스를 연소시켜 얼마나 열량을 낼 수 있는지 나 타내는 것이다. 난방출력은 1시간에 발생하는 열량으로 표시하는데 이번 시험에서는 시간당 16,000㎉의 열량 을 발생한다고 표시된 보일러를 선택하여 시험하였는데, 이는 약32평 아파트를 난방 할 수 있는 용량이다. 시험결과, 일반보일러의 ON/OFF식은 1시간 연속해서 가동하면 15,996㎉, 비례제어식은 16,672㎉의 열량을 낼 수 있었으며, 콘덴싱보일 러는 일반조건에서는 17,256㎉의 열량을 내지만 보일러에 30℃이하의 물이 공급되는 콘덴싱 조건에서는 배기가스 중의 수증기가 응축되는 열량을 이용 출력이 19,456㎉까지 높아지는 것으로 나타났다.
그러나 난방출력은 연소되는 가스공급량을 늘리게 되면 난방출력은 높 아질 수 있겠지만 이와 더불어 가스가 연소하면서 발생한 열이 효율적 으로 물을 데우는데 이용되어야 하므로 열효율이 뒷받침 되어야 한다. 난방 할 때의 열효율을 시험한 결과, 일반형보일러는 ON/OFF식 및 비 례제어식 모두 약84%로 나타났고, 콘덴싱보일러는 일반조건에서는 열 효율이 약87%였지만 콘덴싱 조건에서는 열효율이 약96%로 나타나 일 반보일러보다 상대적으로 효율이 좋았다.
온수공급능력은 1분 동안에 공급할 수 있는 온수량을 나타내는 것으로 사용설명서와 표시사항에 나타나있다. 급수되는 물의 온도보다 40℃ 높은 온수를 공급할 수 있는 온수공급능력을 시험한 결과 일반보일러 는 1분동안에 6.4～6.5ℓ의 온수를 공급할 수 있었다. 반면 콘덴싱보일러는 온수공급능력이 8.4ℓ로 나타났다. 이는 온수공급 능력을 우수하게 하기위하여 온수 공급량을 늘린 온수증대형 보일러이 기 때문이다. 일반형 보일러도 온수증대형 보일러가 있다. 가정에서 온수를 풍부하게 사용하고자 하는 경우에는 시중에 판매중인 보일러 모 델중에 온수증대형 모델을 선택하면 된다.
필요한 소비전력을 측정한 결과, 온수사용시 일반 보일러의 ON/OFF식이 소비전력이 30W로 나타나 다른 구조의 제품에 비해 상대적으로 전기가 절약되는 것으로 나타났다. 그리고 난방 사용 할 때보다 온수사용 할 때 콘덴싱보일러의 소비전력 이 많아진 것은 온수증대형 구조로 온수사용시 가스공급량이 많아져 송풍기의 풍량이 높아져서 발생하는 것으로 나타났다.
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위의 보고서 반박의 근거는 크게 4가지 정도인데
1. 콘덴싱방식이 응축수를 발생시키는 과정에서 발열량이 높아졌기 때문으로 실제 열효율과는 무관하다.
2. 실제 효율성과 관계있는 온수사용이나 시간별 사용량에 따른 난방비 절감에 대한 실험조건과 거리가 멀었다. 일반인의 라이프 스타일에 맞는 실험조건이 아니었다는 이야기다.
3. 온수 공급능력에서 콘덴싱보일러가 1분당 8.4ℓ, 일반형보일러가 공급량 6.4~6.5ℓ라는 결과는 콘덴싱 보일러가 온수공급시에는 콘덴싱효과가 일어나지 않아 순간식 열교환으로 작동했기 때문이다.
4. 온수 사용시 보일러에 필요한 전력량(하루 1시간, 월전기 사용량 201~300kWh기준)은 온오프식 보일러의 30~100 W, 비례제어식의 105~108 W로 콘덴싱보일러의 137~147 W 보다 낮았다.
이 들에 대해 생각해보자면,
1번 반박에 대한 재반박
두가지 제품 모두 KS표준 방법상 열효율은 간단하게 P = (M x 델타T) / V 로 나타낼수 있는데
(실제로는 훨씬 복잡함)
(P : 열효율 / M : 난방유량 / 델타T : 난방공급온도-난방환수온도 / V : 사용가스량)
이중 델타T는 시험조건에 의해 거의 일정수치로 고정되므로, 결국 열효율에 크게 영향을 미치는 것은 M-난방유량과 V-사용가스량 입니다. 그렇다면, 이 식에서 '응축수를 발생시키는 과정에서의 발열량'이 시험방법과 무관하게 열효율에 영향을 미치는 루트가 있을까요? 만약 '응축수를 발생시키는 과정에서 나오는 발열량이 델타T를 유지하는데 도움을 줘서 가스사용량이 줄어드니까 열효율이 높아지지 않느냐,
영향을 미치네!' 라고 한다면 콘덴싱 방식은 글 첫부분에서 언급했다시피 원래 그런 방식으로 효율을 증대시킨 제품입니다. 이것이 강점인 것이죠. 그러니 이런 구조가 아닌 일반보일러와 비교시험을 하는 것이구요...
그러니까
'콘덴싱이 응축수를 발생시키는 과정에서 발열량이 높아졌기 때문으로 실제 열효율과는 무관하다.'
가 아니라
'콘덴싱이 응축수를 발생시키는 과정에서 발열량이 높아졌기 때문에 실제 열효율이 높다'
가 맞는것입니다.
2번 반박에 대한 재반박
'실제 효율성과 관계있는 온수사용이나 시간별 사용량에 따른 난방비 절감에 대한 실험조건과 거리가 멀었다. 일반인의 라이프스타일에 맞는 실험조건이 아니었다는 이야기다.'
라는 문구에 대해 생각해보자면,
물론 시험실에서 제품을 통제된 조건(통상적인 사용조건)으로 한시적으로 성능을 뽑아낸 것이기 때문에, 실사용과는 다소 다를 수 있겠습니다.
하지만 조금 더 생각해보면, 저희가 자동차를 구매할 때 공인연비를 보고 연비를 비교하는데
이 역시 실환경이 아닌, 시험실에서, 통제된 조건에서 성능을 뽑아낸 것입니다.
그런데 저희는 이 공인연비를 보고 '아 이건 실제 주행하면서 얻은 데이터가 아니니까 믿어선 안돼' 나 '계절별로, 도로상태별로, 주행습관별로 연비는 달라질 수 있으니까 이런 데이터는 믿을수 없어' 라는식으로 판단하지는 않습니다.
왜냐하면, 일반적인 상황에서 시험실 데이터는 실사용 데이터와 유사한 경향을 보이기 때문입니다.
(오히려 다양한 경우를 고려하면 할수록 데이터의 신빙성이 떨어질수도 있습니다. 그 다양한 경우를 모조리 통제해야하는데, 그 과정에서 인지하지 못한 요소가 결과에 영향을 미칠수 있고 또 현실적으로 완전한 통제가 불가능하기 때문입니다. )
그렇기때문에 시험조건이 실제 라이프스타일을 고려한것이 아니라고 해도, 시험결과는 실사용시 유사한 경향을 보일 것이기에 신빙성은 높다고 볼 수 있습니다.
(일반적으로 보일러를 구매할때 보게되는 보일러 스펙이나, 1등/2등급 같은 에너지효율등급 등 제품의 공인된 스펙은 모두 시험실에서, 한시적으로, 특정방법에 따라 측정된 결과입니다.)
아니, 오히려 다른 모든 조건을 통제하고 비교한 시험실 데이터야말로 일반보일러와 콘덴싱보일러의 객관적인 효율을 비교하기 최적의 데이터입니다.
3번 반박에 대한 재반박
'온수 공급능력에서 콘덴싱보일러가 1분당 8.4ℓ, 일반형보일러가 공급량 6.4~6.5ℓ라는 결과는 콘덴싱 보일러가 온수공급시에는 콘덴싱효과가 일어나지 않아 순간식 열교환으로 작동했기 때문이다. '
라는 문구에 대해 생각해보자면, 사실 위의 소비자보호원 보고서만 봐도 이상함을 느낄수 있습니다.
소비자보호원 보고서에서 언급한 내용을 보면 콘덴싱보일러의 온수공급능력이 높은 이유에 대해서
'해당 콘덴싱 보일러는 온수공급 능력을 우수하게 하기위하여 온수 공급량을 늘린 온수증대형 보일러이기 때문이다. 일반형 보일러도 온수증대형 보일러가 있다. 가정에서 온수를 풍부하게 사용하고자 하는 경우에는 시중에 판매중인 보일러 모델중에 온수증대형을 선택하면 된다.' 라고 기재해 놓았습니다.
네, 그냥 해당시험에 사용된 콘덴싱 방식이 온수증대형이기 때문입니다. 반면 비교군인 일반보일러는 온수증대형이 아니었구요. 그러니 해당 보고서로 볼 때 온수공급능력은 비교데이터로서 적절하지 않은것으로 보입니다.
4번 반박에 대한 재반박
'보일러의 전력량은 온오프식 보일러의 경우 30~100 W, 비례제어식의 경우 105~108 W로 콘덴싱보일러 의 137~147 W 보다 낮았다.'
라는 문구에 대해 생각해보자면,
맞습니다. 측정된 데이터 그대로이니까요. 하지만 소비자보호원 보고서에서 언급하고있는 비고사항이 하나 빠져있습니다. '난방 사용 할 때보다 온수사용 할 때 콘덴싱보일러의 소비전력 이 많아진 것은 온수증대형 구조로 온수사용시 가스공급량이 많아져 송풍기의 풍량이 높아져서 발생하는 것으로 나타났다.' 그러니 콘덴싱보일러의 온수 시 소비전력 역시 가스보일러와 객관적인 비교를 하기에는 적절해 보이지 않습니다. (물론 같은 온수증대형으로 비교해도 콘덴싱이 더 많겠지만, 그 편차는 줄 것입니다.)
3-3. 검토 - 콘덴싱보일러가 일반보일러보다 효율이 높다는 추가자료
네 기나긴 반박글은 이제 끝이났고
원래 이 포스팅의 주제엿던
'콘덴싱보일러가 일반보일러보다 효율이 높다' 는 근거를 좀 더 찾아보겠습니다.
저는 신뢰성이 높다 생각되는 3 개의 기관 보고서를 찾았는데,
1. 소비자보호원의 '가스보일러 시험결과 보고서, 2005' (위에 언급된 그 보고서입니다.)
2. 에너지관리공단(옛)의 '가정용 가스보일러 열효율 측정 및 효율등급 기준개발 보고서, 2008'
3. 소비자보호원의 '콘덴싱가스온수보일러 시험결과 보고서, 2010'
1번 보고서에 따르면 콘덴싱 보일러가 일반조건에서 3 % 열효율이 더 높고, 콘덴싱조건에서 12 %가 더 높습니다.
2번 보고서에 따르면 실사용 조건에서 콘덴싱 보일러가 9.7~28.4'의 가스소비량을 더 절감합니다. (하지만 보고서에, 시험조건이 실사용이라고 보기에는 다소 무리한 부분이 있다고 언급되어 있습니다.)
3번 보고서에 따르면 2010년 전체 에관공에 등록된 효율로 통계내보았을 때, 콘덴싱 보일러가 4 % 가량 열효율이 더 높습니다.
1~3번 보고서를 보면 콘덴싱이 일반 보일러보다 열효율이 높은것(연료사용량 및 연료비 절감)은 자명한 사실로 보입니다. 특히, 통계데이터가 제시된 3번 보고서가 개인적으로 더 믿음이 갑니다.
4. 결론(요약)
콘덴싱 보일러는 일반보일러보다 효율적이다. (가스 사용량이 적어진다 = 가스비가 덜나온다)
다만 가동조건에 따라 다를 수 있으며, 통상적인 사용시 가스비는 약 3 ~ 8 % 정도가 절감된다.
가스사용량 감소에 따라 환경오염원(CO, NOx 등)을 감소시킬 수 있다.
응축수는 극미량의 금속이 함유된 약산성의 '물'이다.
따라서, 응축수로 인해 배관이 파손되거나
응축수가 인체에 튀어서 위험하다거나
응축수가 주요(극심한) 수질오염원이 되거나
하는 일은 없을 것이라 판단된다.
이렇게 기나긴 이번 포스팅이 끝났습니다. 사실 '일반보일러와 콘덴싱보일러의 차이' 라는 단순한 포스팅을 하려고했는데 보고서를 찾아보고 웹서핑을하다보니, 주제넘게 반박도 하고 별의별 글을 다 끄적인것 같습니다.
저 블로그 글이 언제쓰여진건진 모르지만 꽤 예전것으로 보이고, 사실 이제와서 반박하는것은
의미가 없어보입니다. 제 얄팍한 반박글 역시 부족하고 부정확한것이 많구요.
그러니 그냥 심심풀이로만 봐주시길 바라겠습니다. 잘못된것이 있다면 또 반박해주시구요
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