저 NOx 응축형 가스 보일러 개발에 관한 연구

초록

현재 사용되는 가스 보일러의 대부분은 분젠버너형으로 그 구조상 고온 연소 가스의 강제 배기로 인해 효율이 낮고, 열 교환기와 연소기가 상하로 배치되어 있어 응측열교환이 불가능하며 보일러의 효율은 대부분 고발열량 기준으로 약 80%정도이다. 또 분젠버너의 화염은 완전 예혼합화염에 비하여 화염길이가 길기 때문에 NOx배출량이 비교적 많다. 본 논문에서는 이와 같이 기존 보일러들의 문제점을 개선하여 에너지 절약과 환경오염을 줄일 수 있는 저 NOx 응축형 가스 보일러를 설계, 개발하는 과정에서 얻어진 주요 결과에 대해 기술하고자 한다. 본 연구에서 개발한 응축형 보일러의 연소기 및 열교환기는 원통형이며 열교환기의 내부 위쪽에 연소기가 설치되어 있다. 열교환기는 내통과 외통으로 구성되어 그 사이에 온수 및 난방수가 흐르도록 온수관이 코일형으로 설치되어 있으며 연소 가스는 측면에 설치된 1차 열교환기에서 열교환을 한 뒤 연소기 하부에 설치된 2차 열교환기에서 응축열교환을 하게 된다. 본 보일러는 예혼합 표면 연소 방식을 채택하고 짧은 화염면 직후에 열교환기를 설치하여 연소 가스의 온도를 낮춤으로써 NOx 발생을 저감시킴과 동시에 응축열교환이 용이하도록 설계된 것이다.