개별난방 가스 보일러 외출시 난방비 절약법 - 지식인 질의에 대한 고찰

최근 네이버 지식인 (drkimfixnsolve.tistory.com/184) 에 개별난방 난방비에 관한 아주 간단한 질문 두개가 올라왔습니다. 질문은 간단했지만 정말 우리가 궁금해 하는 물음이고 답변은 간단하지 않습니다. 간단한 질문에 깊게 고민해 보고 최대한 길게 답변을 달아 보았습니다. 결론은 개별난방도 간헐적 난방이 답이네요.

네이버 지식인 질의응답: 지역난방 아파트에 가스보일러 설치?

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질문: 투룸이 원룸보다 난방비 훨 많이 나와요?

답변: 간단하면서도 재미난 질문이네요. 투룸이 원룸보다 난방비가 훨씬 많이 나오냐는 질문이니 답은 그렇지 않다고 해야 할까 봅니다.

난방비는 집을 일정한 온도로 유지하기 위한 비용입니다. 집안 온도는 (들어오는 열량) = (나가는 열량) 만족할 때 일정하게 유지 됩니다. 즉 난방비는 집안으로 들어오는 열량의 비용이기 때문에.. 집 밖으로 나가는 열량에 따라 난방비가 달라집니다.

일반적으로 중간층 집이 4면이 모두 외벽을 가지고 있다면 열이 빠져나가는 외벽의 면적이 원룸과 투룸이 두배 차이가 나지 않습니다. 모양에 따라 다른데.. 원룸이 정사각형 모양일 때 투룸은 50% 정도 외벽 면적이 많아 집니다. 즉 2배를 훨씬 많은 난방비 기준이라고 할 때 1.5배 정도 난방비가 발생하니 훨씬 많이 내는 것은 아닌거죠.

원룸 모양이 직사각형이면 투룸을 어떻게 배치하느냐에 따라 외벽 면적이 2배가 될 수도 있고 원룸과 동일할 수도 있습니다. 제가 투룸 설계자라면 당연히 외벽의 면적이 줄어들도록 만들테니.. 즉 투룸도 좀더 정사각형 형태로 만들면 유리합니다. 따라서 외벽 면적은 50% 이하로 증가할 겁니다.

자.. 이제 원룸과 투룸은 보통 이웃과 벽을 공유하고 있으니 노출된 외벽이 출입구 앞 뒤 두개의 경우라면 역시 난방비가 훨씬 높지는 않습니다. 프랑스 집 형태로 긴 직사각형 형태이면 원룸이든 투룸이든 외벽의 면적이 같아 난방비는 비슷해 집니다. 프랑스 사람들이 그렇게 길쭉하게 설계한 이유가 있는 것이죠.

이상의 고찰은 빌라나 아파트의 중간층 기준이고요.. 최상층이거나 최하층일 때는 위, 아래 외벽의 증가로 면적이 증가할 때 난방비 증가가 더 가파를 수 있습니다. 그러나 원룸에서 투룸 확대시 공유면적이 있기 때문에 확실히 2배보다는 작습니다.

따라서 본래 질문의 훨씬 많이 나오냐의 답은 2배 이하이기 때문에 아니다가 맞을 것 같습니다. 즉 난방비는 면적에 비례하지 않는다가 답이라고 생각합니다.

다만 집안에 물건이 꽉 차 있고 일정온도 유지가 아니고 차갑게 식었다가 다시 20도로 덥히는 문제라면 부피가 두배 증가하고 열용량이 두배로 증가해서 난방비도 두배로 근접할 겁니다. 따라서 온도가 최대한 안 떨어지게 문을 꼭 닫아놓고 단열도 보강하면 도움이 됩니다.

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질문: 약 7평 정도의 원룸에서 거주중이며
집에있을땐 난방을 가동하고 나갈땐 꼭 외출모드 해놓고 나가는데 매달 대략 7만원정도 나왔어요
올해는 어떻게 해야하나 고민인데
그냥 적정온도로 풀로 난방 트는게 온도유지가 되서
절약적인가요 아니면 전처럼 외출시 외출모드로 하고 나가는게 좋은가요
난방은 린나이꺼 쓰고있습니다

답변: 매우 어려운 질문입니다. 개별난방하시는 분들의 궁극의 질문일 수도 있습니다. 저의 다른 지식인 답변을 참고하시면 조금 도움이 되는데.. 일단 24시간 동안의 난방비를 정의해 보겠습니다.

1. 연속난방 난방비: 일정한 온도를 계속 유지하기 위한 난방비입니다. 일정한 온도를 유지하기 위해서는 (집안에 들어오는 열량) = (집 밖으로 나가는 열량) 의 조건을 만족해야 합니다. 따라서 집밖으로 나가는 열량을 알면 하루 종일 납부해야 하는 난방비를 계산할 수 있습니다. 집안 온도와 집밖 온도에 따라 단위시간당 흐르는 열량은 온도차에 비례하고 이때 비례 상수는 1/열저항 입니다. 즉

R: 열저항, Q: 열량, t: 시간, T: 온도

열저항은 단열상태에 따라 다른데.. 보통 일정하다고 보면 될 것 같습니다. 단열이 잘 된 집은 열저항이 높고 따라서 온도차가 커도 열량이 많이 빠져 나가지 않습니다. 단열이 안된 집은 열저항이 낮고 따라서 작은 온도차에도 열량이 많이 빠져 나갑니다.

따라서 하루 종일 빠져 나가는 총열량 Q, 즉 난방비는 Q(연속 24시간) = 온도차 x 시간 / 열저항 입니다. 온도차가 시간에 따라 변한다면 위 식을 적분식으로 바꾸면 됩니다.

2. 간헐난방 난방비: 이제 외출할 때 난방을 끄고, 집에 왔을 때 난방을 키는 상황에서 난방비를 계산해 보겠습니다. 편의상 외출은 12시간, 집안에 12시간 머무르는 경우를 가정하겠습니다.

- 외출시간 동안 열량이 계속 빠져 나갈테니 Q(외출) = 온도차 x 시간 / 열저항. 다만 이경우 집안 온도가 계속 떨어지기 때문에 온도차가 연속난방할 때 보다 작다고 볼 수 있습니다. 따라서 Q(외출 12시간) < Q(연속 12시간) 관계가 성립합니다.

- 집에 돌아 왔을 때 집안 온도를 다시 덥혀야 하니 낮에 빠져 나간 열량 만큼 다시 열량을 공급해야 합니다. Q(외출 12시간)이 필요하고 남은 12시간 동안 역시 일정 온도를 유지하기 위해 연속난방에 해당하는 열량 Q(연속 12시간)을 공급해야 합니다.

즉 난방비 Q(간헐 24시간) = Q(외출 12시간) + Q(연속 12시간) < Q(연속 24시간)

이상의 고찰을 볼 때 밖에 나갈때 무조건 끄고 나가는 것이 유리하네요. 온도를 올리고 내릴 때 시차가 있기 때문에 열손실이 더 작기 때문으로 보입니다.

이론적으로는 그러한데.. 실제로는 집안을 다시 덥힐 때 overheating이 발생해서 손해를 볼 수 있을 것 같습니다. 집에 돌아 왔을 때 춥다고 방바닥을 쩔쩔 끓게 하면 온도가 목표 온도보다 너무 올라가서 열량의 낭비가 심해질 수 있습니다. 참을성만 조금 기르면 물리학의 에너지 보존 법칙에 따라 간헐 난방이 난방비에 유리해 보입니다.

이상 참고하셔서 현명하게 간헐적으로 난방을 해 보시기 바랍니다.

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어떻게 읽으셨나요? 간단한 질문에 답변을 고민하다 빨려 들어가서.. 약간 현학적이긴 하지만 나름 깊은 메세지가 있습니다. 에너지보존법칙에 의하면 무조건 외출모드가 난방비에 유리하게 작동합니다. 개별난방이든 지역난방이든 마찬가지 입니다.

왜 지역난방은 연속난방을 해야 한다고 교육하고 있느냐가 코메디네요. 난방비 폭탄이 나오도록 오픈 시스템으로 설계해 놓고 계량기가 제대로 정확하게 사용한 열량을 계량하지 못하니 아파트단위 난방비 제로썸 게임으로 책임회피하고 연속난방하라고 교육하고 있는 것입니다. 전기처럼 정확하게 계량할 수 있으면 당연히 외출시 꺼 놓고 나가라고 하는 게 맞습니다. 결국 정확한 계량의 의무는 게흘리한 채 물리학의 심오한 원리인 에너지 보존법칙에 어긋나는 "연속난방해야 난방비를 절약할 수 있다"는 얼토당토 난방 사용법을 교육하고 있는 상황입니다. 대부분의 기본 물리 공부를 한 시민들이 지역난방을 헷갈려 하는 건 당연한 것 같습니다.

참 한심한 상황이네요. 빨리 지역난방공사든, 정부든, 지자체든 각성해서 문제를 해결해 주셔야 할 것 같습니다. 

(2021/1/4) 이번 주 최강한파가 찾아온다고 합니다. 지금도 영하 10도입니다. 이렇게 외부기온이 급격하게 떨어지면 나가는 열량은 급격하게 늘어납니다. 위에 식처럼 온도차에 비례해서 나가는 열이 많아 집니다. 따라서 실내온도를 일정하게 유지하기 위해서는 들어오는 열량도 늘려야 합니다. 다음 영상 참고해서 간헐적난방에서도 열량을 늘려보세요. youtu.be/z4KQaM0pWkA

간헐적난방 최강한파 대응법

매년 최강한파는 한두번은 찾아 옵니다. 추위에 떨지마시고, 난방비에 두려워 마시고 과감하게 난방 열량을 늘려 한파를 이겨보시기 바랍니다.