전화가 왔습니다. 냉난방기가 안되다고 말이죠.
여러 가지 원인이 있겠죠. 그 문제를 어떻게 접근해 나가는지부터 봐야 할 것 같습니다.
집에 냉난방기가 안 되는 것 같아요
사실 위의 문장을 잘 보시면 "안 되는 것 같아요"라는 의미상 100% 안 되는 건지 잘 모르겠다는 것이죠.
그만큼 냉난방기는 되는 것인지 아닌지 모호할 때가 종종 있습니다.
Fan On
냉난방기의 심장이라고 할 수 있는 부분이 Blower-Fan입니다. 이게 고장 나면 모든 기능이 정지하는 것이죠. 공기 순환이 불가능하니까요. Blower-Fan 이 고장 난 상태에서 에어컨을 동작시키면 기기 내부가 모두 얼어 버립니다. 실외기까지 모두 꽁꽁 얼어버리죠.
그래서 간단히 Blower-Fan을 확인할 수 있는 방법은 T-stat(온도 조절기)의 Fan을 On으로 하는 것입니다. 보통은 Fan Auto로 되어 있거나 Following Schedule로 세팅되어 있습니다.
Fan On으로 설정하면 바로 Fan이 동작하게 됩니다. 바람이 나오는 곳을 확인하면 문제가 있는지 확인이 가능합니다.
HVAC 기술자들 대부분 가장 먼저 T-stat을 확인합니다. 저도 그렇고요. 사실 이유가 있습니다.
위의 사진에서 Mode라는 것이 보이시죠? 온도설정이 냉방/난방 선택을 하는 부분입니다. 난방에 설정하고 에어컨이 안된다고 하거나 반대로 하는 경우가 많거든요.
T-stat의 화면이 꺼졌어요
T-stat의 화면이 꺼지는 경우는 두 가지입니다. 배터리가 없거나 기기의 메인 파워가 꺼진 경우입니다. 그래서 Fan On으로 했음에도 동작을 하지 않는 다면 T-stat를 분리하여 와이어에서 24 Vac가 나오는지 확인하게 됩니다.
온도 조절기 본체를 분리하면 위의 사진과 같은 와이어들이 보이게 됩니다. 종류마다 모양이 다릅니다. 하지만 심볼 문자는 모두 같은 것을 사용하고 있으니 파악하기는 쉽습니다. "R"이 보이나요? 파워가 들어오는 라인입니다. 24 Vac 정도가 흐릅니다. 잘못 만지면 기기 손상을 일으킬 수 있으니 전문가에게 맡기시기 바랍니다.
전문가들도 잘못 실수하면 트랜스포머를 날려버리기도 한답니다. "R"과 "C"와이어가 있다면 두 전선의 전압 차이를 측정하여 24 Vac를 확인할 수 있습니다.
이제 본격적으로 기기 본체를 살펴보겠습니다.
가정용 기기는 작은 크기 때문에 비좁은 공간에 여러 부품들이 들어가 있습니다.
아래쪽에 바람을 흡입 공급해 주는 Blower-fan motor가 있습니다.
요즘 신형 난방기는 가변형 속도를 지원합니다. 에너지 효율이 좋지만 가격이 비싸서 수리할 경우 상당히 부담스럽죠.
보통 모터 섹션 앞쪽에 메인 보드가 부착되어 있습니다. 난방기 동작을 조절하고 T-stat으로부터 받은 신호에 따라서 기기를 동작시킵니다. 메인보드에는 Flash 표시 기능이 있는데요. 문제가 발생한 경우 스스로 진단하여 어떤 곳에 문제가 생겼는지 불빛으로 표시해 줍니다. 이 부분은 기기의 외부에서도 볼 수 있습니다. 난방기 하단의 투명창을 통해서 볼 수 있습니다.
안타깝게도 모든 회사의 코드가 다릅니다. 그래서 사용자 매뉴얼을 확인하는 것이 좋습니다.
다른 집과 난방기가 좀 다르게 생긴 것 같은데요 어떤 차이가 있나요?
물론 브랜드에 따라서 디자인이 다릅니다. 그러나 전반적인 구조는 동일합니다.
위의 그림을 보시면 버너의 위치가 다릅니다. 왼쪽은 열효율이 80% 정도인 Mid efficiency 난방기입니다. 열효율이 높은 편은 아니죠. 오른쪽은 버너가 위쪽에 있는데요. 열이 아래로 내려가서 2차 열교환기를 가열한 후 배출되는 High efficiency 난방기입니다. 열효율이 97% 정도로 높습니다. 사실 요즘은 Mid efficiency는 거의 찾기가 힘듭니다. 만약 아직 사용하고 있다면 교체를 추천드립니다.
다시 본론으로 돌아가서 난방기가 동작하지 않는 여러 상황이 있지만 대부분 안전 센서가 이상을 감지하여 기기를 멈춘 경우입니다. 대표적인 안전 센서로 Pressure sensor가 있습니다. 이것은 배기가스를 외부로 배출하는 Ventor motor의 동작 여부를 확인하는 센서인데요. 팬이 달려서 배기가스를 외부로 불어서 날려버리는 원리입니다. 이때 발생하는 압력을 측정하는 것입니다.
이 센서는 상당히 예민하기 때문에 난방기 관리에 소홀하면 고장 나기 쉽습니다. "PF"는 Pressure fall의 약자로서 압력이 떨어지는 것을 의미합니다. 즉, 네거티브 압력을 센싱 한다는 것이지요.
이러한 압력센서가 여러 개 달린 것도 있습니다. 배기가스 배출 모터의 강약을 조절하여 힛가스에 흐름을 조절하여 열효율을 극대화하는 것입니다. 그렇기 때문에 배출 모터가 정상적으로 동작하는지 센싱 하는 장치가 여러 개 있습니다. 고성능은 좋지만 고장 날 확률이 늘어나기도 합니다.
그림의 왼쪽에 에어관이 연결되고 전면 상단에 두 개의 금속 포트에 전선이 연결되는데 스위치로서 여기에 24 Vac가 흐릅니다. 배출 가스 모터가 동작함에도 두 단자 사이에 24 Vac가 감지된다면 압력센서에 문제가 생기거나 공기관이 막히거나 배출 모터가 약하게 동작한다고 볼 수 있습니다.
- 공기관 막힘 : 가장 먼저 확인해야 하는 부분입니다. 이물질이 들어가 공기 흐름을 방해하는 경우가 있으니까요. 관을 분리하여 내부를 깨끗하게 한 후 연결하여 다시 확인합니다. 생각보다 이 문제가 많습니다.
- 압력 센서 고장 : 아주 오래된 기기에서 발생합니다. 관을 통해서 이물질이 센서 내부에 쌓이면서 센싱을 해주는 부분이 손상되기도 합니다. 금속 포트에 도통 테스트를 통해서 정상 동작 여부를 알 수 있습니다. Mamo meter를 사용하여 배기모터로부터 나온 관을 연결하여 압력을 측정합니다. 이 압력이 압력센서에서 요구하는 수치가 나온다면 압력센서 고장으로 판단합니다.
- 배기모터 고장 : 배기모터로부터 나오는 압력을 Mano meter로 측정합니다. 압력센서가 요구하는 수치가 나오지 않는다면 배기모터가 손상되었다고 판단할 수 있습니다.
배기모터가 정상적으로 동작하면 난방기는 준비가 되었다고 생각하고 가스에 불을 붙이려고 합니다. 가스밸브를 열고 가스가 유입되기 시작하면 여기에 불을 붙이기 위해서 Ignition 과정을 진행하는데요.
몇 가지 다양한 방식이 존재합니다.
- Hot surface ignitor : Ignition 과정에 진입하면 전기가 공급되고 이 센서에 열이 발생하면서 가열되기 시작합니다. 이 부분에 가스가 닿으면서 점화가 되는 방식입니다. 이 센서는 충격에 약해서 복불복에 좀 있습니다. 잘 만들어진 센서라면 오래 사용해도 문제가 없지만 주변이 습하고 먼지가 많다면 센서에 이물질이 붙으면서 과열되거나 가열을 방해하기도 합니다. 평균 수명은 7년~15년입니다.
중앙의 센서에 문제가 있어 보이지요?
표면을 자세히 보시면 이물질이 많이 묻어 있는 것을 알 수 있습니다. 미리 발견하면 세척 후 사용이 가능하지만 대부분 깨지거나 손상된 이후이기 때문에 교체를 합니다. 제품에 따라서 가격이 다르지만 $60~$120 정도입니다. 물론 거기에 서비스 비용이 추가되면 $200~$300 정도가 되겠지요.
- Spark ignitor : 말 그대로 스파크를 일으켜서 점화하는 방식입니다. 사실 현장에서 가장 많은 문제가 발생합니다. 이유는 스파크가 발생하지 않는 문제지요. 그렇다면 왜? 스파크가 발생하지 않을까요?
왜? 이 센서는 전선 연결이 하나냐고 묻는다면 상당히 예리하신 겁니다. 아래쪽 쇠봉이 그라운드 되면서 스파크를 일으키는 방식이기 때문입니다. 그래서 이 센서의 경우 그라운드가 중요합니다. 나사 연결이 헐렁하거나 이물질이 끼어 있는 경우 스파크가 발생하지 않거나 약하게 발생하게 됩니다.
스파크가 발생하지 않는 또 다른 이유는 그을음 때문입니다. 센서의 외부를 부드러운 물질로 닦아서 깨끗하게 해 주면 됩니다. 현장에서 가장 많이 하는 서비스가 바로 이것입니다. 분리해서 닦아주고 다시 결합.
그럼에도 동작하지 않는다면 교체를 해야 합니다.
스파크가 발생하는데 점화가 되지 않아요
사실 스파크가 발생한다면 100% 점화가 되어야 합니다. 그렇지 않다면 가스가 없거나 가스 밸브가 열리지 않고 있는 것이죠.
먼저 가스밸브에 24 Vac가 공급되는지 확인합니다.
왼쪽이 싱글 스테이지 오른쪽이 2 스테이지 가스 밸브입니다. 보통 가스 밸브에 들어오는 가스 압력은 7.0" wc 정도입니다. 가스 밸브를 거치면 3.2"wc 정도로 줄어들게 됩니다. 처음 설치하게 되면 이를 조절하게 되는데요. 각 기기마다 권장하는 가스 압력이 있습니다. Mano meter로 압력을 측정하여 조절이 필요하다고 판단되면 가스밸브 상단의 금색 포트가 있습니다. 그곳을 돌려서 열고 안쪽의 다이얼을 돌려서 조절하면 됩니다. Mano meter로 측정을 하면서 조절해야 하는데요. 사실 가정용 난방기에서 이 부분을 조절하는 경우는 본 적이 없습니다.
가스 밸브 고장 여부 파악은 전기가 들어가고 "틱"하는 밸브 열리는 소리가 났음에도 Mano meter에 가스 출력 압력이 감지가 안 되는 경우, 또 밸브 열리는 소리마저도 안나는 경우입니다. 선자는 밸브가 밸브 시트에 붙어서 오픈이 안 되는 상황이고 후자는 솔레노이드 밸브에 문제가 생긴 경우입니다.
밸브 고장이 확인되면 가스 밸브를 잠그고 가스 파이프 유니언을 분리하면서 가스 밸브 교체를 진행해야 합니다.
작업 환경에 따라서 작업 시간이 길어지는 경우도 있다 보니 가스 밸브 고장은 그리 반갑지 않은 고장입니다.
소리만 들어도 문제를 알 수 있어요
정상적으로 동작하는 냉난방기와 문제가 있는 기기는 다른 소리를 냅니다.
소음 또는 이상한 물소리가 나거나 하죠.
그 소음이 어디서 나는지 따라가면 문제가 발생하는 부분을 찾을 수 있고 그로 인해서 센서가 동작했다는 것을 알 수가 있습니다. 이것은 많은 경험을 통해서 파악할 수 있는 부분이기도 합니다. "전문가들이 딱 보더니 알더라"라는 것 중 소리가 상당 비중을 차지합니다.
다음 편에는 퍼니스 문제 파악 시 여러 가지 감지 방법에 대해서 이야기해 보겠습니다.
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