스팀 네트워크 시스템

맨해튼의 증기 시스템

• 1882년부터 맨해튼은 시민들의 가정과 사업체에 증기를 공급해 왔음. 이는 호텔, 레스토랑, 병원, 박물관 등 다양한 곳에서 사용되며, 맨해튼의 상징적인 건물과 일반 아파트에서도 공간과 물을 데우는 데 사용됨.
• 증기는 전기, 하수, 물과 같이 중앙에서 생산되고 계량되어 105마일 길이의 파이프망을 통해 가정과 사업체로 전달되는 유틸리티로 기능함.
• 현재 맨해튼 증기 시스템은 주거, 상업, 산업 공간을 포함하여 총 1.8억 평방피트를 난방하고 있으며, 이는 맨해튼 전체 주거 공간의 3/4 이상을 차지함.

난방의 짧은 역사

• 난방은 전 세계 최종 사용자 에너지 소비의 절반을 차지하며, 주로 주거 및 산업 용도로 사용됨.
• 현대 중앙 난방 이전에는 난방이 비효율적이고 불편하며 때로는 치명적이었음. 전통적인 벽난로는 매우 비효율적이며, 연료 공급이 필요하고, 오염 물질이 많아 건강에 해로움.
• 효율성과 오염 문제로 인해 중앙 난방 시스템이 재발견되고 개선되었으며, 1800년대 후반 라디에이터의 발명으로 현대 가정 난방에 큰 발전을 이룸.

19세기 맨해튼의 성장

• 1850년부터 1900년까지 뉴욕의 인구는 급증했으며, 맨해튼은 인구 밀도가 매우 높아짐.
• 인구 과밀로 인해 도덕적, 공중 보건 문제가 발생했고, 이를 해결하기 위한 법률이 도입됨.
• 도시의 성장을 위해 건물의 높이를 높이는 두 가지 주요 혁신이 있었음: 엘리베이터와 강철 건물 프레임.

뉴욕 증기 회사

• 뉴욕은 Birdsill Holly의 발명품인 지역 난방을 채택하여 여러 건물을 단일 보일러로 난방함으로써 화재 위험을 줄이고 난방 물류를 중앙 집중화함.
• 1882년 뉴욕 증기 회사는 첫 해에 20만 달러의 수익을 올렸으며, 중앙 시스템은 도시 계획 및 공중 보건에 큰 이점을 제공함.

현대 뉴욕 증기 시스템

• 현재 Consolidated Edison(ConEd)이 소유한 네트워크는 맨해튼과 퀸스에 증기 생산 시설을 운영하며, 추가 증기를 브루클린의 플랜트에서 구매함.
• 시스템은 시간당 1,150만 파운드의 증기 용량을 가지고 있으며, 겨울철에는 두 개의 올림픽 수영장에 해당하는 물을 소비함.
• 증기는 대형 파이프를 통해 배포되며, 각 건물은 서비스 밸브를 설치하여 네트워크에 연결됨.

21세기의 지역 난방

• 증기는 20세기 초 열 전달 매체로 논리적인 선택이었으나, 현재는 물이 더 선호됨. 물은 더 높은 효율성을 제공하며, 낮은 온도와 압력은 안전성을 높임.
• 물 기반 시스템은 다양한 재생 가능 에너지원과 쉽게 통합될 수 있으며, 도시의 난방 시스템을 배터리로 활용할 수 있는 잠재력을 가짐.

지역 난방이 적합한 곳

• 지역 난방은 높은 열 수요 밀도를 필요로 하며, 주로 주택 단지, 중앙 비즈니스 지구, 정부 단지, 캠퍼스에서 사용됨.
• 초기 자본 비용이 높지만, 정책 지원과 재정적 인센티브가 있다면 지역 난방은 번창할 수 있음.

뉴욕시의 증기 시스템은 도시의 역사와 일상 생활의 상징적인 부분이며, 전 세계적으로 수출되고 개선된 시스템임. 미래의 도시들은 수백 마일의 증기 파이프가 아닌, 고도로 절연된 파이프를 통해 물을 펌핑하는 지역 시스템에 의해 난방 및 냉방될 가능성이 높음.

[GN⁺]

Hacker News 의견

• 기사에서는 전체 효율성을 60%로 보고 있으며, 증기 발생기와 파이프 네트워크 유지 비용도 포함됨

  • 전기 전송 시스템은 소비자에게 약 85%의 효율성을 제공하며, 저항성 전기 라디에이터는 100%의 효율성을 가짐
  • 새로운 건축물에 증기 시스템을 사용할 이유가 있는지 의문임

• 1962년에 펜실베이니아 주 센트랄리아의 무연탄 광맥이 불타기 시작했으며, 현재까지도 계속 불타고 있음

  • 60년 넘게 지하 탄광이 불타고 있다는 사실이 놀라움
  • 구글에서 관련 사진을 보면 흥미로움

• 뉴요커들은 파이프에 무언가를 넣는 것을 좋아함

  • 물, 하수, 가스뿐만 아니라 증기도 파이프에 넣음
  • 루즈벨트 아일랜드에서는 쓰레기와 진공을 파이프에 넣음
  • 과거에는 우편물도 파이프에 넣었으며, 심지어 사람도 파이프에 넣음
  • 이러한 행동은 프로이트적인 면이 있으며, 상담사와 이야기해볼 필요가 있음

• 시애틀과 워싱턴 대학교에도 증기 시스템이 있음

  • 경제성이 여전히 유지되고 있다는 점이 놀라움

• 지역 난방 시스템이 얼마나 흔한지 궁금함

  • 버몬트 주 몽펠리어에서는 나무 스토브를 사용하여 작은 도심에 증기를 공급함

• 매우 흥미로운 기사였으며, 뉴욕에 살고 있지만 역사에 대해 몰랐음

  • "수명을 약 18분 줄인다"는 부분이 웃음을 자아냄
  • 조지 칼린의 말처럼 "하지만 그건 마지막 18분이다"라는 생각이 듦

• 증기 분배 시스템의 가장 흥미로운 점은 냉각에도 사용될 수 있다는 것임

  • 증기 압축기나 흡착 냉각을 사용하여 냉각 가능
  • ConEd가 뉴욕에서 실제로 사용하거나 옵션으로 연구한 적이 있음

• 영화에서 어두운 거리의 증기는 멋진 80년대 미학처럼 보였음

  • '아무도 들을 수 없는 도시의 어두운 구석에 있다'는 느낌을 줌

• 전통적인 벽난로는 매우 비효율적이며, 분당 300입방피트의 공기를 연소에 사용하고 최대 85%를 굴뚝으로 배출함

  • 나머지 45입방피트는 어디로 가는지 궁금함
  • 방 안으로 들어가 사람들을 질식시키는 것인지 의문임

• 관련 도서: "The Lost Art of Steam Heating" by Dan Holohan (2017)

  • 증기 난방 시스템 유지에 대한 이해 부족이 비싼 비효율적인 개보수를 초래했다고 주장함