Stefano Stefano   39-08-02 00:00 (1) 관속에 유체가 흐르고 있을 때 관벽의 온도는 관 내외의 온도에 의해 열전달이 일어나고 이에 따라서 관벽 내 외부의 온도가 결정됩니다. (2) 그러나 배관 내부가 외부의 온도보다 높을 경우 관벽의 온도는 내부의 온도와 같다고 보고 배관자재의 내구성을 평가합니다.  특히 배관을 보온했을 경우에는 외부로의 열손실(열전달)이 무시되기 때문에 관벽의 온도는 흐르는 유체의 온도와 동일하게 유지됩니다. (3) 보일러 관이나 열매체 보일러처럼 관을 내부 혹은 외부에서 가열하는 경우 배관의 설계온도를 Flame 온도로 설계할 수 없으므로 복사열과 대류현상에 의한 열전달을 감안하여 Metal Temperature를 계산하고 그에 따른 설계온도를 정하여 배관 재료를 선정하게 됩니다.  본 질문에서 이런 경우가 아니기 때문에 관벽의 온도는 내부유체의 온도와 동일하다고 보면 될 것입니다. (4) 보온재 두께는 열전달에 의해 열손실되는 비용이 보온공사후 감가상각비보다 크지 않도록 결정하는 것을 원리로 하고 있습니다. 따라서 에너지 비용이 증가하면 할 수록 보온의 두께는 늘어나게 됩니다. 그러나 이런 계산은 배관마다 열계산해서 정하는 것이 아니고 Plant Engineering시 보온의 두께와 보온공사방법을 내부온도에 따라 미리 정해두고 상세설계에 반영합니다.  (5) 압력에 따라 다르겠지만 관속에 물이 흐르고 있다면 물의 온도는 100전후를 넘지 않을 것으로 보면 어느 보온자재를 사용한다고 해도 25mm두께를 넘지 않을 것입니다.  (1) 관속에 유체가 흐르고 있을 때 관벽의 온도는 관 내외의 온도에 의해 열전달이 일어나고 이에 따라서 관벽 내 외부의 온도가 결정됩니다. (2) 그러나 배관 내부가 외부의 온도보다 높을 경우 관벽의 온도는 내부의 온도와 같다고 보고 배관자재의 내구성을 평가합니다. 특히 배관을 보온했을 경우에는 외부로의 열손실(열전달)이 무시되기 때문에 관벽의 온도는 흐르는 유체의 온도와 동일하게 유지됩니다. (3) 보일러 관이나 열매체 보일러처럼 관을 내부 혹은 외부에서 가열하는 경우 배관의 설계온도를 Flame 온도로 설계할 수 없으므로 복사열과 대류현상에 의한 열전달을 감안하여 Metal Temperature를 계산하고 그에 따른 설계온도를 정하여 배관 재료를 선정하게 됩니다. 본 질문에서 이런 경우가 아니기 때문에 관벽의 온도는 내부유체의 온도와 동일하다고 보면 될 것입니다. (4) 보온재 두께는 열전달에 의해 열손실되는 비용이 보온공사후 감가상각비보다 크지 않도록 결정하는 것을 원리로 하고 있습니다. 따라서 에너지 비용이 증가하면 할 수록 보온의 두께는 늘어나게 됩니다. 그러나 이런 계산은 배관마다 열계산해서 정하는 것이 아니고 Plant Engineering시 보온의 두께와 보온공사방법을 내부온도에 따라 미리 정해두고 상세설계에 반영합니다. (5) 압력에 따라 다르겠지만 관속에 물이 흐르고 있다면 물의 온도는 100전후를 넘지 않을 것으로 보면 어느 보온자재를 사용한다고 해도 25mm두께를 넘지 않을 것입니다.

김재현 김재현   39-08-02 00:00 Stefano님 답변 감사합니다. 그런데 배관의 내부표면 온도는 유체의 온도와 동일할 것임에는 이해가 갑니다. 하지만 배관 외부표면의 온도는 유체온도보다 열전도율 정도에 따라 낮은 온도가 되지 않나요? PP-R의 열전도율이 낮은 관계로 열손실도 작아질테고 결국에는 동관 등 금속관보다는 보온재를 얇게 쓸수 있음을 확인하고 싶어서 질문을 드리고 있습니다. 보온재를 원하는 두께만큼 생산토록 주문생산한다면 보온재의 비용을 줄일 수있을까 검토하기 위해서입니다. 혹시 다시 답변이 가능할까요? Stefano님 답변 감사합니다. 그런데 배관의 내부표면 온도는 유체의 온도와 동일할 것임에는 이해가 갑니다. 하지만 배관 외부표면의 온도는 유체온도보다 열전도율 정도에 따라 낮은 온도가 되지 않나요? PP-R의 열전도율이 낮은 관계로 열손실도 작아질테고 결국에는 동관 등 금속관보다는 보온재를 얇게 쓸수 있음을 확인하고 싶어서 질문을 드리고 있습니다. 보온재를 원하는 두께만큼 생산토록 주문생산한다면 보온재의 비용을 줄일 수있을까 검토하기 위해서입니다. 혹시 다시 답변이 가능할까요?

Stefano Stefano   39-08-02 00:00 배관 재질보다 보온재의 열전도도가 낮을 뿐 만 아니라 보온재의 두께는 배관두께에 비하여 아주 크기 때문에 보온재 외부온도와 내부 온도는 온도차가 큽니다. (보온재나 배관에서의 열전도 계수는 모두 k/t인데 보온재의 경우 열전도도 k가 작고 두께 t가 크기 때문에 k/t 값이 서로 크게 차이가 나지요.) 대신, 배관 내부와 외부의 온도차는 보온한 경우가 보온하지 않은 경우보다 더욱 작아져서 결국 유체온도와 비슷해 진다는 의미 입니다. 따라서 배관재료의 열전도도 크기 차이는 특히 보온한 경우 무시할 만 합니다.  또한 배관외부의 (대류에 의한)열전달속도는 배관의 열전도에 의한 열전달 속도에 비해 훨씬 작습니다.  결국 배관재료의 열전도도는 배관보온의 두께를 결정하는데 있어서 아무런 영향을 주지 않습니다.  배관 재질보다 보온재의 열전도도가 낮을 뿐 만 아니라 보온재의 두께는 배관두께에 비하여 아주 크기 때문에 보온재 외부온도와 내부 온도는 온도차가 큽니다. (보온재나 배관에서의 열전도 계수는 모두 k/t인데 보온재의 경우 열전도도 k가 작고 두께 t가 크기 때문에 k/t 값이 서로 크게 차이가 나지요.) 대신, 배관 내부와 외부의 온도차는 보온한 경우가 보온하지 않은 경우보다 더욱 작아져서 결국 유체온도와 비슷해 진다는 의미 입니다. 따라서 배관재료의 열전도도 크기 차이는 특히 보온한 경우 무시할 만 합니다. 또한 배관외부의 (대류에 의한)열전달속도는 배관의 열전도에 의한 열전달 속도에 비해 훨씬 작습니다. 결국 배관재료의 열전도도는 배관보온의 두께를 결정하는데 있어서 아무런 영향을 주지 않습니다.