방열기
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1. 개요
방열기는 열 전달을 통해 매체로 열을 방사하는 장치이다. 증기, 온수, 전기를 에너지원으로 사용하며, 주철, 온수 베이스보드, 패널, 알루미늄, 팬 보조 열교환기, 바닥 난방, 스커팅 보드 등 다양한 형태와 디자인으로 제작된다. 방열기는 실내 습도를 낮출 수 있지만, 가습기를 통해 조절할 수 있다.
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| 방열기 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 종류 | 열교환기 |
| 용도 | 공간 난방 |
| 상세 정보 | |
| 작동 원리 | 열전도: 라디에이터 재료를 통해 열 전달 대류: 공기를 데워 순환시킴 복사: 열을 직접 방출 |
| 재료 | 강철 주철 알루미늄 |
| 열원 | 증기 온수 전기 저항 |
| 역사 | 1855년 발명 |
| 작동 방식 | 라디에이터는 일반적으로 보일러나 히트 펌프와 같은 중앙 난방 시스템의 일부로 사용됨. |
| 설치 위치 | 일반적으로 벽에 설치되지만, 바닥이나 천장에 설치될 수도 있음. |
| 디자인 | 다양한 디자인과 크기로 제공됨. |
| 온도 조절 | 온도 조절 장치를 사용하여 실내 온도를 조절할 수 있음. |
| 장점 | 효율적인 난방 비교적 저렴한 비용 다양한 디자인 |
| 단점 | 설치 공간 필요 표면이 뜨거워 화상 위험 유지 보수 필요 |
| 주의사항 | 라디에이터 표면에 직접 손을 대지 않도록 주의 라디에이터 주변에 가연성 물질을 두지 않도록 주의 정기적인 점검 및 청소 필요 |
2. 작동 원리
방열기는 주로 열 전달을 통해 매체로 열 방사를 전달하는 장치이다. 하지만, 실제로는 노출된 파이프(종종 표면적을 증가시키기 위한 핀 등이 있음)를 통해 유체가 순환하는 많은 장치에 방열기라는 용어가 적용되는 경우가 많다. 이러한 장치들은 주로 대류에 의해 열을 전달하므로, 논리적으로는 '대류기'라고 불릴 수 있다.
'대류 난방기'와 '대류기'라는 용어는 열원이 직접 노출되지 않은 장치를 가리킨다. 가정의 안전과 온수기의 공급으로 온도가 비교적 낮게 유지되기 때문에, 방사는 대류에 비해 비효율적이다.
2. 1. 방열 vs. 대류
'''방열기'''는 주로 열 전달을 통해 매체로 열 방사를 전달하는 장치이다. 실제로 방열기라는 용어는 노출된 파이프(종종 표면적을 증가시키기 위한 핀 또는 기타 수단이 있음)를 통해 유체가 순환하는 많은 장치에 적용되는 경우가 많지만, 이러한 장치는 주로 대류에 의해 열을 전달하는 경향이 있으며 논리적으로 '''대류기'''라고 불릴 수 있다.'''대류 난방기'''와 '''대류기'''라는 용어는 열원이 직접 노출되지 않은 장치를 지칭한다. 가정의 안전과 온수기의 공급으로 온도가 비교적 낮게 유지되기 때문에 방사는 대류에 비해 비효율적이다.
3. 에너지원
방열기는 에너지원에 따라 증기, 온수, 전기 방열기로 나눌 수 있다.
증기 방열기는 펌프 없이 자체 압력으로 파이프를 통해 증기를 순환시키는 방식으로, 전기 모터와 펌프가 보편화되기 전 널리 사용되었다. 특히 마천루와 같이 높고 큰 건물에 열을 분배하기 용이하다. 그러나 작동 온도가 높아 열 손실이 크고, 증기 해머 현상으로 인해 소음이 발생할 수 있다. 증기 해머는 증기 배관 내에서 증기가 응결되어 물로 변하면서 발생하며, 배관에 큰 충격을 줄 수 있다.[1]
온수 방열기는 보일러 등에서 데워진 뜨거운 물을 채운 금속 용기로, 중력, 펌프, 또는 자연 대류를 통해 물을 순환시킨다. 워터 해머 방지 장치를 설치하여 소음을 줄이기도 한다.
전기 방열기는 전기를 사용하여 열을 발생시키며, 내부에 오일과 같은 유체를 채워 대류 현상을 통해 열을 전달한다. 소형 전기 방열기는 배관 연결이 필요 없어 이동이 편리하다. 일부는 온수와 전기를 모두 사용할 수 있어, 상황에 따라 난방 방식을 선택 가능한 온수식 수건 걸이 형태로 활용되기도 한다.
3. 1. 증기
증기는 펌핑 없이 자체 압력으로 파이프를 통해 흐르는 장점이 있다. 이러한 이유로, 전기 모터와 펌프가 사용 가능해지기 전에 더 일찍 채택되었다. 증기는 또한 마천루와 같은 크고 높은 건물 전체에 온수를 분배하는 것보다 훨씬 쉽다. 그러나 증기 시스템이 작동하는 더 높은 온도는 원치 않는 열 손실이 불가피하게 더 크기 때문에 본질적으로 효율성이 떨어진다.증기 파이프와 방열기는 증기 해머라고 하는 쾅하는 소리를 낼 수 있다. 쾅하는 소리는 증기 배관의 수평 부분에서 일부 증기가 응결되어 물로 변할 때 발생한다. 그 후, 증기는 물을 흡수하여 "슬러그"를 형성하고 고속으로 파이프 부속품에 던져 시끄러운 망치 소리를 내고 파이프에 큰 스트레스를 준다. 이 상태는 일반적으로 불량한 응축수 배수 전략으로 인해 발생하며, 건물 침하와 그 결과 파이프와 방열기에서 응축수가 고여 더 이상 보일러 쪽으로 약간 기울어지지 않아 발생하는 경우가 많다.
3. 2. 온수
온수 라디에이터는 ''보일러'' 또는 다른 난방 장치에서 중력 공급, 펌프 또는 ''자연 대류''에 의해 뜨거운 물로 채워진 밀폐된 속이 빈 금속 용기로 구성된다. 열을 방출함에 따라 뜨거운 물은 냉각되어 라디에이터 바닥으로 가라앉고 다른 쪽 끝의 파이프에서 밀려 나온다. 워터 해머 방지 장치는 온수 라디에이터 파이프에서 노킹을 방지하거나 최소화하기 위해 종종 설치된다.3. 3. 전기
전기 방열기는 보일러에서 열을 공급받는 증기 또는 온수 시스템과 달리, 방열기 위치에서 전기를 사용하여 열을 발생시킨다. 이 열은 방열기 내부의 유체(예: 오일)로 전달될 수 있다. 오일은 대류에 의해 방열기 내부를 순환하며, 이는 발열체에서 방열기 표면으로 열을 분산시킨다. 소형 전기 방열기는 배관에 연결할 필요가 없으므로 휴대 가능하다는 장점이 있다. 일부 전기 방열기는 온수를 사용할 수도 있는데, 이는 중앙 난방 시스템이 작동할 때는 온수를 사용하고 건물 전체를 난방할 필요가 없을 때는 전기로 전환하는 온수식 수건 걸이에서 특히 흔하다.4. 형태 및 디자인
방열기는 다양한 형태와 디자인으로 제공된다.
주철 방열기는 온수 또는 증기 시스템에 사용될 수 있다. 전통적인 주철 방열기는 새로운 건축물에서는 더 이상 흔하지 않으며, 대부분 강제 온수 베이스보드나 패널 방열기로 대체되었지만, 여전히 구할 수 있다.
온수 베이스보드 컨벡터(종종 "핀-튜브 라디에이터"라고 불림)는 표면적을 늘리기 위해 알루미늄 핀이 부착된 구리 파이프로 구성된다. 대류를 사용하여 라디에이터의 열을 주변 공기로 전달하여 실내 공기를 데운다.[4]
패널 방열기는 평판 또는 골판지 강철 패널을 용접하여 만들며, 일반적으로 벽에 설치한다. 주로 온수 시스템과 함께 사용되지만, 전기식 방열기도 있다. 여러 개의 패널을 겹쳐서 하나의 방열기를 만들 수 있는데, 이렇게 만들어진 방열기는 두 자리 유형 번호로 표시된다. 예를 들어, 21형 방열기는 두 개의 패널 사이에 한 세트의 핀이 있는 구조이다.
알루미늄은 열 전도성이 매우 뛰어나 강철보다 열전도율이 더 우수하여 방열기로도 만들 수 있다. 알루미늄 방열기는 물 함량이 낮은 경향이 있어, 온도 변화에 매우 신속하게 반응한다.[5]
팬 보조 열교환기는 난방 시스템의 온수로 공급되는 열교환기를 포함한다. 온도 조절기 스위치는 열교환기 위로 공기를 불어넣는 전기 팬에 전원을 공급하여 실내 공기를 순환시킨다.
바닥 난방은 바닥 아래나 바닥에 부착된 파이프, 튜브, 가열 케이블 네트워크를 사용하여 열이 방으로 올라오도록 하는 방식이다. '복사열'이라고도 불린다.
걸레받이 라디에이터는 걸레받이 내부에 라디에이터를 설치하는 형태의 난방 장치이다. 뜨거운 물은 일반적으로 중앙 난방 시스템에서 직접 가져와 시스템을 통해 파이프로 공급된다.
4. 1. 주철 방열기
주철 방열기는 온수 또는 증기 시스템에 사용될 수 있다. 전통적인 주철 방열기는 새로운 건축물에서는 더 이상 흔하지 않으며, 대부분 강제 온수 베이스보드나 패널 방열기로 대체되었지만, 여전히 구할 수 있다.4. 2. 온수 베이스보드
온수 베이스보드 컨벡터(종종 "핀-튜브 라디에이터"라고 불림)는 표면적을 늘리기 위해 알루미늄 핀이 부착된 구리 파이프로 구성된다. 전도 방식을 사용하여 파이프 내에서 순환하는 물의 열을 금속 방열기 또는 컨벡터로 전달한다.베이스보드 컨벡터는 대류를 사용하여 라디에이터의 열을 주변 공기로 전달하여 실내 공기를 데우도록 설계되었다.[4] 이는 바닥에서 찬 공기를 흡입하고, 라디에이터 핀 위를 지나면서 공기를 데우고, 데워진 공기를 위로 배출함으로써 이루어진다. 이를 통해 실내에 공기 흐름의 대류 루프가 형성된다. 라디에이터가 위 또는 아래에서 막히면 이러한 공기 흐름이 방해받아 히터가 작동하지 않는다. 베이스보드 난방 시스템은 때때로 거주자가 중앙 공기 시스템의 공기 조절기와 마찬가지로 실내별 난방을 미세 조정할 수 있도록 이동식 덮개로 장착된다.
4. 3. 패널 방열기
패널 방열기는 평판 또는 골판지 강철 패널을 용접하여 만들며, 일반적으로 벽에 설치한다. 주로 온수 시스템과 함께 사용되지만, 전기식 방열기도 있다. 패널에는 핀이 부착되어 표면적을 넓히고 공기로 전달되는 열의 양을 증가시킨다. 여러 개의 패널을 겹쳐서 하나의 방열기를 만들 수 있는데, 이렇게 만들어진 방열기는 두 자리 유형 번호로 표시된다. 첫 번째 숫자는 패널의 수를, 두 번째 숫자는 핀 세트의 수를 나타낸다. 예를 들어, 21형 방열기는 두 개의 패널 사이에 한 세트의 핀이 있는 구조이다. 방열기 주변과 패널 사이의 공기 흐름은 대류에 의해서만 이루어지므로, 방열기가 설계 성능을 발휘하려면 공기 흐름이 제한되지 않아야 한다. 패널 방열기의 열 출력은 수동 또는 온도 조절 밸브를 사용하여 뜨거운 물의 흐름을 조절하는 방식으로 제어된다.4. 4. 알루미늄 방열기
알루미늄은 열 전도성이 매우 뛰어나고 강철보다 열전도율이 더 우수하여 방열기로도 만들 수 있다. 알루미늄 방열기는 물 함량이 낮은 경향이 있어, 이러한 특성과 금속 자체의 뛰어난 열전도율이 결합되어 온도 변화에 매우 신속하게 반응한다.[5]4. 5. 팬 보조 열교환기
팬 보조 열교환기는 난방 시스템의 온수로 공급되는 열교환기를 포함한다. 온도 조절기 스위치는 실내 공기를 순환시키기 위해 열교환기 위로 공기를 불어넣는 전기 팬에 전원을 공급한다. 장점은 상대적으로 작은 크기와 균일한 열 분배이다. 단점은 팬 소음과 열원 및 별도의 전기 공급 장치가 모두 필요하다는 것이다.4. 6. 바닥 난방
바닥 난방은 바닥 아래나 바닥에 부착된 파이프, 튜브, 가열 케이블 네트워크를 사용하여 열이 방으로 올라오도록 하는 방식이다. '복사열'이라고도 불린다. 타일과 같은 전도성 바닥재를 사용하면 최상의 결과를 얻을 수 있다. 이러한 방 크기의 방열기는 넓은 표면적을 가지고 있어 원하는 실내 온도보다 몇 도만 높게 유지할 수 있으므로 대류를 최소화한다. 바닥 난방은 신축 건물에서 효율성이 낮은 시스템보다 비용이 더 많이 든다. 또한 기존 건물에 개조하기가 일반적으로 어렵다.로마의 히포코스트는 유사한 작동 원리를 사용했다.
4. 7. 스커팅 보드 난방
걸레받이 라디에이터는 걸레받이 내부에 라디에이터를 설치하는 형태의 난방 장치이다. 뜨거운 물은 일반적으로 중앙 난방 시스템에서 직접 가져와 시스템을 통해 파이프로 공급된다.5. 실내 환경에 미치는 영향
방열기는 실내 습도를 낮출 수 있으며, 이는 공기를 데우는 결과로 건조한 피부, 신체적 불편함, 나무 바닥재의 수축 등을 유발할 수 있다. 하지만 가습기를 사용하여 습도를 높일 수 있다.[7]
참조
[1]
웹사이트
A peculiar kind of apparatus, which I call a radiator
http://www.salvonews[...]
SalvoNEWS
2016-12-22
[2]
웹사이트
Family Sangalli / San Galli
http://www.gruner-fa[...]
[3]
서적
Origin of Everyday Things
https://archive.org/[...]
Sterling Publishing Company, Inc.
2015-02-04
[4]
서적
Modern hydronic heating & cooling : for residential and light commercial buildings
Cengage Learning
2023
[5]
웹사이트
What are good conductors of heat?
https://byjus.com/qu[...]
2024-06-18
[6]
웹사이트
In depth knowledge
http://www.thermaski[...]
2014-08-26
[7]
웹사이트
Residential Humidity Control Strategies for Radiant Conditioned Homes
https://www.healthyh[...]
2023-01-12
[8]
웹인용
A peculiar kind of apparatus, which I call a radiator
http://www.salvonews[...]
SalvoNEWS
2016-12-22
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2015-02-04
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