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배관 보온 열손실·경제적 보온두께 계산기 (Pipe Insulation Heat Loss)

배관 바깥지름·길이·유체 온도·보온재 열전도율·현재 두께를 구간별로 넣으면 1 m 당 열손실과 표면 온도, 연간 손실 비용을 계산하고, 두께별 연 총비용을 비교해 경제적 보온두께와 시공비 회수기간을 보입니다. 보일러 쪽 손실은 보일러 연소효율 계산기, 응축수 회수는 플래시 스팀 계산기, 트랩 누설은 스팀트랩 누설 손실 계산기로 이어서 보세요.

계산 근거

보온재 통과열 (Tf − Ts) ÷ R, R = ln(Ds/Do) ÷ (2πk) 이 표면 대류 + 복사와 같아지는 표면 온도 Ts 를 이분법으로 구합니다(PDH Online M157, A. Bhatia). 수평관 자연대류는 ASHRAE 차원식(D³ΔT < 63 이면 h = 0.27(ΔT/D)^0.25, 아니면 0.18ΔT^0.33, ft·°F 단위)을 SI 로 바꾸고, 복사는 σE(Ts⁴ − Ta⁴). 외피 방사율 예(알루미늄 0.2, 스테인리스 0.4, 천 0.95)와 k 예도 같은 자료입니다. 연 손실비용 = 손실 W × 운전시간 ÷ 보일러 효율 × 연료 단가, 경제적 두께 = 연 손실비용 + 시공비 × (이자율 + 1/수명) 최소. 연료 단가 기본값은 한국가스공사 산업용 도매요금(2026-10-01, 25.9123 원/MJ, 부가세 별도). 설계 참고용 계산입니다. 최종 선정은 제조사 카탈로그와 담당 기술자 검토를 거치세요.

기준일
PDH Online M157, 한국가스공사 2026-10-01 · 2026-10-23 조회
검증
PDH M157 예제 1(3인치 관, 180 °F/78 °F, E 0.9): 대류 계수 1.213 대 원문 1.21 Btu/ft²·h·°F, 나관 손실 198.7 대 199 Btu/h·ft. 같은 관 유리섬유 2인치: 17.7 대 원문 16.7 Btu/h·ft(원문은 표면적을 관 지름으로 근사). PDH 6인치 관 표(대기 30 °C, 천 0.95) 6개 조건: 표면 온도 1 °C 이내, 표면 1 m² 당 손실 1% 이내(예: 100 °C·25 mm 86.3 대 85.9 kcal/h·m²)
최종 검토
2026-10-23 · CONTIS 툴킷 편집팀
함께 쓰는 양식

자주 묻는 질문 (FAQ)

배관 열손실은 어떻게 계산하나요?
보온재를 지나는 열과 보온 표면에서 공기로 나가는 열(대류 + 복사)이 같아지는 표면 온도를 찾아 구합니다. 보온재 열저항은 R = ln(보온 바깥지름 ÷ 관 바깥지름) ÷ (2πk), 대류는 ASHRAE 차원식, 복사는 σ × 방사율 × (Ts⁴ − Ta⁴) 입니다. PDH 강좌 M157(A. Bhatia)의 계산 순서를 그대로 따르고, 표면 온도는 이분법으로 풉니다.
보온이 없는 배관은 얼마나 잃나요?
PDH M157 예제(3인치 관, 표면 180 °F, 대기 78 °F, 방사율 0.9)는 대류 계수 1.21 Btu/ft²·h·°F, 손실 199 Btu/h·ft 이고, 이 도구도 1.213, 198.7 을 냅니다. 같은 관에 유리섬유 2인치를 감으면 손실이 10분의 1 아래로 줄어듭니다. 화면의 두께별 비교 표에서 "보온 없음" 행과 나란히 보세요.
경제적 보온두께는 무엇인가요?
보온을 두껍게 할수록 열손실 비용은 줄지만 시공비는 늘어납니다. 두 비용을 1년 단위로 맞춰 더한 연 총비용이 가장 작은 두께가 경제적 두께입니다. 시공비는 시공비 × (이자율 + 1 ÷ 수명) 으로 연 단위로 바꿉니다. 도구는 0~150 mm 후보 두께마다 계산해 가장 작은 값을 고르고, 비용 곡선 그래프로 보입니다.
보온재 열전도율(k)은 어떤 값을 넣나요?
보온재 제조사 카탈로그에 나온 평균 온도별 열전도율을 넣으세요. 평균 온도는 대략 (유체 온도 + 표면 온도) ÷ 2 입니다. 참고로 PDH M157 의 6인치 관 표는 100 °C 0.041, 300 °C 0.052, 500 °C 0.067 kcal/h·m·°C(0.048·0.060·0.078 W/m·K)를 씁니다. 배관마다 k 를 따로 넣을 수 있습니다.
외피 방사율은 왜 중요한가요?
알루미늄 외피(방사율 0.2)는 복사로 나가는 열이 적어 표면 온도가 올라가고, 천·비금속 마감(0.95)은 복사가 커서 표면 온도가 내려갑니다. 보온재 안쪽 저항이 크면 총 손실 차이는 크지 않지만 표면 온도는 몇 도씩 달라집니다. PDH M157 표(6인치 관, 대기 30 °C)를 같은 조건으로 넣으면 표면 온도가 원문과 1 °C 안에서 맞습니다.
보온 표면 온도는 어떻게 보나요?
도구는 표면 온도를 계산값으로만 보이고 판정하지 않습니다. 사람이 닿는 곳의 표면 온도 기준과 보호 방법은 사내 안전 담당자에게 확인하세요. 표면 온도는 보온 두께를 정할 때 경제성과 함께 보는 값이며, 두께별 비교 표에서 두께마다 확인할 수 있습니다.
절감액과 회수기간은 어떻게 나오나요?
현재 두께의 열손실 비용에서 경제적 두께의 열손실 비용을 뺀 값이 연 절감액이고, 경제적 두께로 새로 시공하는 비용을 이 절감액으로 나눈 값이 회수기간입니다. 열손실(W)은 운전시간을 곱하고 보일러 효율로 나눠 연료량으로 바꾸며, 연료 단가 기본값은 한국가스공사 산업용 도매요금(2026-10-01, 부가세 별도)입니다. 시공비는 업체 견적으로 바꾸세요.
이 도구의 한계는?
바람이 없는 실내 수평 배관을 가정합니다. 바람, 관 벽 열저항, 보온재 k 의 온도 변화, 밸브·플랜지·지지대 손실, 젖은 보온재는 넣지 않았습니다. 유체 온도가 대기보다 낮은 냉각 배관(결로 방지)은 다루지 않습니다. 설계 참고용 계산이며, 최종 선정은 보온재 제조사 카탈로그와 담당 기술자 검토를 거치세요.

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