KIEAE Journal

줄고래 구들은 아궁이에서 고래개자리까지 고래가 나란히 놓인 고래를 말한다. 즉 아궁이를 통하여 들어간 불길이 고래를 통해 들어가면서 구들장을 통해 축열이 이루어지고 고래의 맨 뒤편에 위치한 고래개자리(붉은 실선 - Fig. 7.)를 통하여 연소된 열이 연도(푸른 일점쇄선 - Fig. 7.)를 지나 굴뚝으로 배출되는 형태의 구들이다[4-6].

Fig. 7. 
Julgorae Gudeul floor plan

위 Fig. 7.은 줄고래 구들을 (2000*2700)으로 제작한 목업의 평면도이다. 붉은 실선으로 표기된 부분이 고래개자리이며, 그 뒤편의 푸른 일점쇄선 부분이 연도이다.

아궁이의 맨 뒤편에 위치한 고래개자리는 고래를 통해 흐르는 화기와 연기를 모아 연도와 굴뚝으로 보내기 위해 일정한 폭과 깊이로 고래 끝에 설치한 고랑으로 Y2(고래개자리 입구쪽)~Y3(고래개자리 출구쪽)사이의 고래개자리가 있을 때와 없을 때의 연도쪽으로 빠져나가는 온도를 측정하여 열특성을 비교 분석하기 위한 실험이다.

1일차와 2일차는 고래개자리가 있을 때의 연도의 온도를 기록하였으며, 3일차에는 고래개자리쪽 구들을 제거한 후 고래개자리를 메운 상태에서 측정한 연도의 온도를 기록하여 나타난 결과이다.

Fig. 8. 
Julgorae Gorae Gaejari – Pass through

Fig. 9. 
Julgorae Gorae Gaejari – keep out

위 Fig. 8.은 줄고래 고래개자리를 설치하여 1일차 및 2일차를 44시간까지 측정하였으며, 이후 고래개자리 부분의 구들장을 제거한 후 고래개자리를 메운 상태에서 구들장을 덮고 35시간을 측정하여 당초와 같이 같은양의 연료를 공급하여 외부 영향을 최소화 하였다. (위 Fig. 9.)

연도로 빠져나가는 온도를 HUB 스스로 감지하여 3일 동안인 79시간을 측정하여 줄고래 고래개자리의 유, 무에 따른 열특성을 비교한 평가 자료이다.

Fig. 10.은 줄고래구들 연도의 열특성 그래프이다. 3일간 측정 테이터의 79시간 평균온도는 30.5℃로 기록되었으며 최저온도는 측정후 2일차인 44시간이 경과한 24.1℃로 나타났으며, 최고온도는 고래개자리가 없는 3일차 50시간이 경과한 72.8℃로 측정되었다.

Fig. 10. 
Julgorae Gudeul Chimney Thermal property Data

분석 결과를 보면 2일차 난방공급 후 최저온도는 25.4℃로 19시간이 지난 후였으며, 2일차 연료공급은 20시간경으로 나타났으며. 그 이후 최저온도는 44시간째인 24.1℃로 나타났다.

또한 최고온도는 3일차인 50시간이 경과한 시점인 72.8℃로 급격히 올라간 후 이후 서서히 낮아진 것으로 측정되었다.

Fig. 10.의 x축인 시간과, Table 1.의 시간에 표기된 3개의 지점은 불을 지핀 시간으로 온도가 올라가기 시작함을 알 수 있는 지점이다.

위 Table 1.은 줄고래구들 연도의 열특성 그래프를 시간대별 온도를 도표로 표시한 자료(Fig. 10.을 도표화)이다.

줄고래 구들의 고래개자리의 유(有), 무(無)에 따른 연도의 열특성 분석에는 3일간의 측정데이터를 수집하였다. 1일차 및 2일차의 44시간은 고래개자리가 있는 상태에서 3일차인 35시간은 고래개자리가 없는 상태에서 진행되었다.

줄고래 구들의 연도는 불을 지피는 아궁의 반대편에 위치해서 아궁이의 불이 고래를 통하여 들어가면서 바닥에 전달되며 고래의 뒤편에 설치된 고래개자리를 통하여 연도로 배출 된다. 이때 배출되기 전, 즉 연도는 고래개자리를 통하여 식은 열이 빠져나가면 온도가 낮아지게 되어 구들바닥의 열전도와 다르게 분석이 되어야 열효율이 좋아지게 된다[9].

이와 같이 고래개자리의 중요성과 구들의 효율성을 높이기 위한 연도의 열특성 분석을 위한 자료로 충분한 의미가 있을 것으로 보여진다.

되돈고래 구들은 아궁이와 굴뚝이 같은쪽에 있어서 고래를 타고 들어간 불길이 한 바퀴 돌아 나오도록 놓인 고래를 말한다. 즉 아궁이를 통하여 들어간 불길이 고래를 통해 들어가면서 구들장을 통해 축열이 이루어지고 고래의 맨 뒤편에 위치한 고래개자리(실선)를 통하여 연소된 열이 아래쪽에 위치한 연도(일점 쇄선)를 지나 아궁이쪽 굴뚝으로 배출되는 형태의 구들이다.

Fig. 11. 
Deidongorae Gudeul floor plan

위 Fig. 11.은 되돈고래 구들을 (2000*2700)으로 제작한 목업의 평면도이다. 붉은 실선으로 표기된 부분이 고래개자리이며, 그 뒤편를 통해 되돌아 나오는 푸른 일점쇄선 부분이 연도이다.

아궁이의 맨 뒤편에 위치한 고래개자리는 고래를 통해 흐르는 화기와 연기를 모아 연도와 굴둑으로 보내기 위해 일정한 폭과 깊이로 고래 끝에 설치한 고랑으로 Y2(고래개자리 입구쪽)~Y3(고래개자리 출구쪽)사이의 고래개자리가 있을 때와 없을 때의 연도쪽으로 빠져나가는 온도를 측정하여 열특성을 비교 분석하기 위한 실험이다.

1일차와 2일차는 고래개자리가 있을 때의 연도의 온도를 기록하였으며, 3일차에는 고래개자리쪽 구들을 제거한 후 고래개자리를 메운 상태에서 측정한 연도의 온도를 기록하여 나타난 결과이다.

Fig. 12. 
Deidon Gorae Gaejari – Pass through

Fig. 13. 
Deidon Gorae Gaejari - keep out

위 Fig. 12.는 되돈고래 고래개자리를 설치하여 1일차 및 2일차를 44시간까지 측정하였으며, 이후 고래개자리 부분의 구들장을 제거한 후 고래개자리를 메운 상태에서 구들장을 덮고 35시간을 측정하여 당초와 같이 같은양의 연료를 공급하여 외부 영향을 최소화 하였다. (위 Fig. 13.)

연도로 빠져나가는 온도를 HUB 스스로 감지하여 3일 동안인 79시간을 측정하여 되돈고래 고래개자리의 유, 무에 따른 열특성을 비교한 평가 자료이다.

Fig. 14. 
Deidongorae Gudeul Chimney Thermal Property Data

위 Fig. 14.는 되돈고래구들 연도의 열특성 그래프이다. 3일간 측정 테이터의 79시간 평균온도는 29.3℃로 기록되었으며 최저온도는 측정후 2일차인 42시간이 경과한 22.7℃로 나타났으며, 최고온도는 고래개자리가 없는 3일차 52시간이 경과한 52.3℃로 측정되었다.

분석 결과를 보면 1일차 난방공급 후 최저온도는 23.4℃로 18시간과 19시간이 지난 후였으며, 2일차 연료공급은 20시간경으로 나타났으며. 그 이후 최저온도는 42시간째인 22.7℃로 나타났다. 또한 최고온도는 3일차인 52시간이 경과한 시점인 52.3℃로 급격히 올라간 후 이후 서서히 낮아진 것으로 측정되었다.

Fig. 14.의 x축인 시간과, Table 2.의 시간에 표기된 3개의 지점은 불을 지핀 시간으로 온도가 올라가기 시작함을 알 수 있는 지점이다.

위 Table 2.는 되돈고래구들 연도의 열특성 그래프를 시간대별 온도를 도표로 표시한 자료(Fig. 14.을 도표화)이다.

되돈고래 구들의 고래개자리의 유(有), 무(無)에 따른 연도의 열특성 분석에는 3일간의 측정데이터를 수집하였다. 1일차 및 2일차의 44시간은 고래개자리가 있는 상태에서 3일차인 35시간은 고래개자리가 없는 상태에서 진행되었다.

되돈고래 구들의 연도는 불을 지피는 아궁이와 같은방향에 위치해서 아궁이의 불이 고래를 통하여 들어가면서 바닥에 전달되며 고래의 뒤편에 설치된 고래개자리를 통하여 아궁이쪽에 위치한 연도와 굴뚝으로 배출 된다. 이때 배출되기 전, 즉 연도는 고래개자리를 통하여 식은 열이 빠져나가면 온도가 낮아지게 되어 구들바닥의 축열온도와 다르게 분석이 되어야 열효율이 높다는 것을 확인할 수 있게 된다.

이에 같이 고래개자리의 중요성과 구들의 효율성을 높이기 위한 연도의 열특성 분석을 하게 되면 구들의 열효율성을 분석한 자료로 활용될 것으로 보여진다.

줄고래 구들의 고래개자리가 있는 상태의 1일차 19시간 평균온도는 29.53℃이며, 최고온도는 2시간째인(즉, 난방시간 1시간후 – 난방 완료시점) 38.1℃로 최고로 나타났으며 최저온도는 19시간째인 25.4℃로 측정되었으며, 2일차 25시간 평균온도는 30.59℃로 측정되었고, 최고온도는 21시간째인(즉, 난방시간 1시간후 – 난방 완료시점) 46.7℃로 최고로 나타났으며 최저온도는 44시간째인 24.1℃로 측정되었다.

또한, 줄고래 구들은 고래개자리가 없는 상태의 3일차 35시간 평균온도는 30.95℃로 측정되었고, 최고온도는 50시간째인(즉, 난방시간 1시간 후 – 난방 완료시점) 6시간째인 72.8℃로 최고로 나타났으며 최저온도는 45시간째인 26.2℃로 측정되었다.

줄고래 구들의 고래개자리 유, 무에 따른 연도의 열특성은 고래개자리 있을시 최고온도는 난방 1시간후(난방 완료시점)이 1시간이 지난시점이 최고온도로 나타났으며, 고래개자리가 없을시 최고온도는 난방 1시간후(난방 완료시점) 6시간이 지난시점이 최고온도를 기록하였다.

이는 고래개자리의 유, 무에 따른 연도의 온도는 고래개자리가 있을시, 고래개자리가 없을시 보다 온도가 절반 가까이 낮았으며(최고점 기준 38.1℃ → 72.8℃)로 나타났다. 이는 고래개자리가 없을시 열손실이 훨씬(약 34.7℃)이 크다는 것을 보여준 실험으로 평가되었다. 또한 줄고래 구들의 고래개자리가 있을 때 와 없을 때의 온도 차이가 최고 72.8℃에서 최저 24.1℃로 기록되었다.

되돈고래 구들은 고래개자리가 있는 상태의 1일차 19시간 평균온도는 25.5℃이며, 최고온도는 2시간째인(즉, 난방시간 1시간후 – 난방 완료시점) 29.1℃로 최고로 나타났으며 최저온도는 42시간째인 22.7℃로 측정되었으며, 2일차 25시간 평균온도는 28.57℃로 측정되었고, 최고온도는 27시간째인(즉, 난방시간 1시간후 – 난방 완료시점) 36.4℃로 최고로 나타났다. 또한, 되돈고래 구들의 고래개자리가 없는 상태의 3일차 35시간 평균온도는 31.88℃로 측정되었고, 최고온도는 52시간째인(즉, 난방시간 1시간 후 – 난방 완료시점) 8시간째인 52.3℃로 최고로 나타났으며 최저온도는 78시간째인 25.6℃로 측정되었다.

되돈고래 구들 역시 고래개자리 유, 무에 따른 연도의 열특성은 고래개자리 있을시 최고온도는 난방 1시간후(난방 완료시점)이 1시간이 지난시점이 최고온도로 나타났으며, 고래개자리가 없을시 최고온도는 난방 1시간후(난방 완료시점) 8시간이 지난시점이 최고온도를 기록하였다.

이는 고래개자리의 유, 무에 따른 연도의 온도는 고래개자리가 있을시, 고래개자리가 없을시 보다 온도가 절반 가까이 낮았으며(최고점 기준 29.1℃ → 52.3℃)로 나타났다. 이는 고래개자리가 없을시 열손실이 훨씬(약 23.2℃)이 크다는 것을 보여준 실험으로 평가되었다.

되돈고래 구들의 고래개자리가 있을 때 와 없을 때의 온도 차이는 최고 52.3℃에서 최저 22.7℃로 나타나 고래개자리의 유, 무에 따라 연도의 열손실이 차이가 크다는 것으로 판명되었음을 보여주는 것이다.

위 Table 3.은 줄고래 구들과 되돈고래 구들의 연도의 열특성을 분석한 비교표이다.

79시간을 측정한 줄고래의 고래개자리 있을시 연도의 열 온도는 44시간 평균 약 30.06℃로 나타났으며, 최고온도는 42.4℃, 최저온도는 24.75℃로 측정되었다. 하지만 줄고래의 고래개자리 없을시 연도의 열 온도는 35시간 평균 30.95℃로 고래개자리 유, 무에 따른 평균 온도는 차이가 별로 나타나지 않았다. 그러나 최고온도는 72.8℃로 고래개자리 유, 무에 따른 온도는 (42.4℃ → 72.8℃) 약 30℃ 손실이 있는 것으로 조사되었다.

최저온도는 26.8℃로 고래개자리 유, 무에 따른 온도는 약 2℃로 미미한 변화를 보였다. 이에 줄고래 고래개자리 유, 무에 따른 연도 열분석은 있을 때보다 없을시 약 30℃ 손실이 있는 것으로 파악되었다.

79시간을 측정한 되돈고래의 고래개자리 있을시 연도의 열 온도는 44시간 평균 약 27.03℃로 나타났으며, 최고온도는 32.75℃, 최저온도는 23.05℃로 측정되었다. 하지만 되돈고래의 고래개자리 없을시 연도의 열 온도는 35시간 평균 31.88℃로 고래개자리 유, 무에 따른 평균 온도는 차이가 별로 나타나지 않았다. 그러나 최고온도는 52.3℃로 고래개자리 유, 무에 따른 온도는 (32.75℃ → 52.3℃) 약 19.55℃ 손실이 있는 것으로 조사되었다.

최저온도는 25.6℃로 고래개자리 유, 무에 따른 온도는 약 2.55℃로 미미한 변화를 보였다. 이에 되돈고래 고래개자리 유, 무에 따른 연도 열분석은 있을 때보다 없을시 약 19.55℃ 손실이 있는 것으로 파악되었다.

연구 결과는 줄고래 구들과 되돈고래 구들 모두 고래개자리 유, 무에 따른 연도의 열특성은 고래개자리 없을시 20℃~30℃의 손실이 더 생긴 것으로 파악되었으며, 줄고래와 되돈고래의 연도 열손실은 최저점 온도는 차이가 미미하였으나 평균온도는 약 2℃~5℃ 정도의 차이를 보였으나, 최고온도는 약 20℃ 정도 열 손실의 온도 차이를 보였다. 연도의 열손실이 되돈고래보다 줄고래의 손실이 큰 것으로 보아 열보존율은 되돈고래가 높은 것으로 조사, 분석되었다. 그 원인은 되돈고래가 줄고래보다 고래개자리에서부터 굴뚝까지 나가는 고래의 길이의 차이에서 기인된 것으로 판단된다.