보일러 만들기 (4) – 불 조절

지난달에는 필요한 부품을 모아서 보일러 안에 든 물의 높이를 적정 수준으로 유지해 주는 조절 장치를 만들었다. 하지만 이것은 절반에 불과하다. 나머지 반쪽은 보일러의 불을 조절하는 것이다. 이달에는 보일러 안의 물을 안전하고 지속적으로 스팀으로 만들고, 그 스팀을 원하는 압력으로 유지하는 방법을 알아본다.

2부 – 불 조절

불 조절은 (전기로 작동하는) 가스 솔레노이드를 열었다 닫았다 하는 것만으로 이루어진다. 말은 간단하지만, 이 작업을 안전하게 하려면 많은 조건이 맞아야 한다. 점화 조절 장치가 여러 감지장치로부터 정보를 받아 가스 솔레노이드를 열고 닫는 데 사용한다. 이 점화 조절 장치는 Honeywell 또는 Fire Eye 등 브랜드가 있다 (물론 보일러 업체에 따라 다른 이름일 수도 있다).

점화 조절 장치는 대개 6가지 일을 한다 (도면의 번호와 일치한다).

1. 워터 칼럼, 즉 수위계 안에 있는 첫 번째 물 높이 감지기의 신호를 관찰한다 (#1). 물 높이가 탐침 아래로 내려가면, 가스 솔레노이드가 꺼지고, 경보음이 울린다. 물 높이가 탐침보다 높으면, 가스 솔레노이드 회로에 전원이 들어가고 (만일 다른 조건이 맞으면 점화가 이뤄진다), 경보음이 멈춘다.

2. 압력 용기 안에 들어있는 두 번째 물 높이 감지기의 신호를 관찰한다 (#2). 물 높이가 탐침보다 높으면, 가스 솔레노이드가 닫히고, 경보음이 울린다. 이 경보음은 물 높이가 감지기보다 낮아진 후 스위치를 손으로 눌러야 멈춘다. 그러면 가스 솔레노이드 회로에 전원이 들어가고 (만일 다른 조건이 맞으면 점화가 이뤄진다), 경보음이 멈춘다.

3. 압력 용기 안에 들어있는 하이-워터 감지기(이게 없는 보일러도 있다) 신호를 관찰한다 (#3). 물 높이가 탐침보다 높으면, 가스 솔레노이드가 닫히고, 경보음이 울린다. 이 경보음은 물 높이가 감지기보다 낮아진 후 스위치를 손으로 눌러야 멈춘다. 그러면 가스 솔레노이드 회로에 전원이 들어가고 (만일 다른 조건이 맞으면 점화가 이뤄진다), 경보음이 멈춘다.

4. 작업 압력 조절 스위치 상태를 관찰한다 (#4). 이 스위치는 평소에 접촉이 닿아 있다가, 압력 용기 내 압력이 미리 정한 수치에 도달하면 열렸다가, 압력이 미리 정한 수치보다 낮아지면 다시 닿는다 (스위치가 열리는 압력과 닫히는 압력의 차이를 편차[differential]라고 부른다). 가스 솔레노이드 밸브는 작업 압력 스위치가 닫힌 상태에서만 열릴 수 있다. 이는 보일러 작동 압력의 상한치에 아직 도달하지 않았음을 뜻한다.

5. 고압 안전 스위치 상태를 관찰한다 (#5). 이 스위치는 평소에 회로가 닫혀 있다가, 압력 용기 내 압력이 미리 설정한 수치보다 높아지면 열리고, 이는 손으로 리셋해야 한다. 가스 솔레노이드 밸브는 고압 안전 스위치가 닫힌 상태에서만 열릴 수 있다. 이 스위치 회로가 열리면, 보일러 작동 압력의 상한치에 도달했음을 뜻한다. 대개, 이 상태에서 경보음이 울지 않는다.

6. 가스 점화 상태를 관찰한다 (#6). 가스 솔레노이드 밸브가 열리기 전에, 더 작은 파일럿 솔레노이드 밸브가 열리고, 전기 스파크를 이용해 작은 버너를 점화시켜, 가스 솔레노이드 밸브에서 나오는 더 많은 양의 가스를 점화시키는 점화원으로 이용한다 (도면의 B 부분 참고). 만일 정한 시간 내에 불꽃이 감지되지 않으면, 파일럿 솔레노이드 밸브가 닫힌다. 점화 조절 장치에 따라, 몇 차례 점화를 재시도한 후 경보음이 울리고, 이는 사람이 리셋해야 한다. 대부분의 점화 조절장치는 점화 실패 시 눈으로 확인할 수 있는 표시가 있다.

대부분의 점화 조절 장치는 표시등이 있다: 보일러가 정상 작동할 때 켜지는 표시등의 모습을 스마트폰으로 녹화해 놓는다. 이 비디오는 문제 진단 시 큰 도움이 되고, 종종 수리비를 절약할 수 있게 해준다.