보온재 Open-Cell·Closed-Cell

개요

보온재는 열전도율이 낮은 재료로 열의 출입을 줄이는 자재다.

배관과 덕트의 열손실과 결로를 막아 설비의 효율과 수명을 지킨다.

기포 구조

보온재는 기포 구조에 따라 연속기포와 독립기포로 나뉜다.

연속기포는 셀이 서로 이어져 수분과 수증기가 통과할 수 있다.

독립기포는 셀이 막혀 있어 수분 침투가 적고 투습 저항이 크다.

독립기포는 일반적으로 셀의 90% 이상이 밀폐된 것을 말한다.

열전도율과 열유량

보온재의 열유량은 열전도율, 전열 면적, 온도차에 비례한다.

식에서 k는 열전도율, A는 전열 면적, ΔT는 내외부 온도차, L은 두께다.

두께 L이 커지면 열유량 q는 반비례로 줄어든다.

그래서 보온 설계는 열전도율이 낮은 재료와 필요한 두께를 함께 확보한다.

특성 비교

두 형식의 차이는 수분 투과와 단열 성능에서 크게 나타난다.

연속기포는 수분과 증기를 통과시켜 습한 곳에서 단열 성능이 떨어진다.

독립기포는 수분 침투가 적고 방습층 역할을 하며 단열 성능이 높다.

그래서 저온 배관에는 수분 투과가 낮은 독립기포 보온재를 우선 검토한다.

결로와 방습

결로는 표면 온도가 노점 아래로 내려가 물방울이 맺히는 현상이다.

결로가 생기면 보온재 내부가 젖어 열전도율이 올라간다.

열전도율이 올라가면 단열 성능이 떨어지고 그 아래 배관이 부식된다.

정리

마지막으로 핵심 내용을 정리한다.

연속기포는 수분을 통과시키고 독립기포는 흡수가 낮아 방습층 역할을 한다.

두께와 열전도율을 함께 보면 단열 설계의 방향이 정해진다.