본 연구는 가정용 보일러의 연소실 전산유동해석을 통해 연소실 내부의 온도분포 및 유동형태를 해석하였다. 전산해석을 통해 연소실의 열교환기 구조변화에 따른 효율향상 및 배기가스 발생 특성을 예측하였다. 2단 열교환기 장착시 연소실 내부의 온도를 하강시킴으로서 연소가스의 고온영역 체류시간 감소로 Thermal NOx의 생성이 억제되어 NOx의 발생량이 감소할 것으로 예측되었다. 효율면에서는 2단 열교환기 장착 시 1단 열교환기에 비해 약 24%의 효율이 상승하였다. 반면에 2단 열교환기 장착 시 약 10%의 압력손실이 증가하는 것으로 확인되었다.
In this work, a numerical investigation is performed for the combustion chamber of domestic gas boiler with 1-stage and 2-stage heat exchangers. The fluid flow and heat transfer performance is simulated with a structure change of heat exchanger. The numerical solution shows that the heat transfer of the 2-stage heat exchanger is about 24% higher than that of the 1-stage heat exchanger, while the pressure loss of the 2-stage heat exchanger increases. The temperature of combustion chamber with 2-stage heat exchanger is lower than that of 1-stage. This effect reduces thermal NOx with decrease of high temperature staying time of the combustion gas.
