온도 관리 공략|증기 에너지·heat-pipe 손실 계산
온도는 Factorio에서 열이 저장되고 전달되는 방식을 결정하며 어떤 기계들(boilers, heat exchangers, steam turbines, reactors)이 무엇을 할 수 있는지를 좌우합니다. 이 페이지는 온도가 어떻게 표현되는지, 유체와 heat pipes가 어떻게 열을 운반하는지, 실용적 한계와 열 네트워크를 계획할 때 쓰는 간단한 공식을 요약합니다.
온도의 기본과 에너지 함량
- 유체 온도는 °C로 측정됩니다. 게임에서 사용하는 기준 환경 온도는 15°C입니다.
- steam 및 기타 유체는 (온도 − 15°C)에 비례하는 열에너지를 저장합니다.
- 유체 단위당 온도 1°C당 에너지는 200 J / unit / °C입니다. 즉, 유체 1 unit의 온도를 1°C 올리면 200 J가 저장됩니다.
- 예시: 165°C의 steam 1 unit은 (165 − 15) × 200 = 30,000 J를 저장합니다. 25,000-unit
탱크의 165°C steam은 750 MJ를 담고 있습니다. 같은 크기의 탱크가 500°C일 때는 2.425 GJ를 담습니다.
기계들이 사용하는 steam 온도
보일러에서 생성되는 steam은 165°C입니다.
열 교환기(및 다른 일부 고온 공정)에서 생성되는 steam은 500°C입니다.
- 열 교환기는 steam을 생성하려면 500°C에 도달해야 합니다.
heat pipes: 저장된 열, 처리량, 그리고 온도 강하
열 파이프는 연결된 heat-pipe 구간을 따라 열에너지를 운반합니다. 각 구간은 일부 열을 저장하고, 주어진 전력 흐름에 대해 발생하는 온도 강하의 한계를 부과합니다.
- 입력 하나와 출력 하나로 직선 연결된 heat-pipe에서, 단일 구간을 가로지르는 온도 강하는 그 구간을 흐르는 전력 P에 따라 달라집니다 (P는 MW 단위):
- 구간당 온도 강하 = 1 + (P / 15) °C.
- 이 공식은 공급원 온도와 싱크 온도 사이의 총 강하가 사용 가능한 온도차를 초과할 수 없으므로 heat pipes 선형 길이에 대한 실효 최대값을 제공합니다.
- 예시: heat exchanger는 steam을 만들기 위해 500°C여야 하고 발전기에서 얻을 수 있는 최대 공급원 온도가 1000°C라면, 최대 온도차는 500°C입니다. P = 40 MW일 때, 최대 직선 길이 ≈ 500 / (1 + 40/15) ≈ 136 segments입니다.
- 열
파이프는 유체처럼 별도의 유량 제한을 갖지 않습니다; 대신 위의 구간당 온도 강하 공식으로 열저항을 모델링합니다.
reactors 및 기타 엔티티의 특수 열전달 거동
- 단순히 수동적 열 전달 매개체로 사용되는 핵반응로(심지어 연료가 없더라도)는 heat pipe와 다른 온도 강하를 보입니다:
- 반응로를 통해 흐르는 전력 P (MW)에 대해, 반응로는 온도를 1 + (P / 387) °C만큼 낮춥니다. 이는 큰 P에서 단일 heat pipe 구간보다 반응로가 상대적으로 저저항 열 연결임을 의미합니다.
열 교환기와 열 생성기(reactors, boilers, 열을 생산하는 장치)는 최대 동작 온도가 있습니다:
- 열 교환기는 steam을 생성하려면 500°C가 필요합니다.
- Heat generators(예: reactors)는 최대 1000°C까지 올라갈 수 있습니다.
열 네트워크 계획: 실용 규칙
- 열 네트워크를 설계할 때는 공급원 온도와 필요한 싱크 온도를 비교하고 사용 가능한 델타-T를 구간당 강하로 나누어 직렬로 배치할 수 있는 구간 수를 추정하세요.
- heat pipes의 경우 구간당 강하 = 1 + (P / 15)을 사용하세요.
- 네트워크에 reactor 블록을 도관으로 포함할 경우 적절한 곳에 반응로 강하 공식을 사용하세요.
- 높은 전력의 연결은 짧게 유지하거나 병렬 경로를 여러 개 사용하여 경로당 P를 줄이면 구간당 온도 강하를 낮출 수 있습니다.
열 교환기는 입력에서 충분히 뜨거운 유체(≥500°C)를 받아야 합니다. 열을 steam 생성으로 라우팅할 때
파이프/구간 강하 이후에도 충분한 온도 여유가 남아 있는지 확인하세요.
에너지 계정과 효율
증기 기관 및 turbines는 열역학적으로 100% 효율로 모델링됩니다. 즉, steam의 에너지 함량(온도와 단위에서 계산한 값)이 기계적으로 추출 가능한 에너지와 같습니다.
- 유체의 저장이나 배관에서 발생하는 열 손실은 없습니다:
파이프나
탱크에 있는 유체는 그 열에너지를 유지합니다(유일한 손실은 heat pipes를 통한 온도 강하와 기계로의 전달에서 모델링된 것뿐입니다).
빠른 참조 공식
- 유체에 저장된 에너지: energy (J) = 200 J/unit/°C × units × (T − 15°C).
열 파이프 구간 온도 강하: ΔT_segment = 1 + (P (MW) / 15) °C.
- 도관으로 사용되는 reactor의 강하: ΔT_reactor = 1 + (P (MW) / 387) °C.
- 최대 직선 heat-pipe 길이(주어진 ΔT_available): length_max ≈ ΔT_available / (1 + P/15).
이 숫자들을 사용해 heat-pipe 구간을 크기 결정하고, 주어진 고온 유체 재고가 얼마나 많은 steam에 해당하는지 추정하며, heat exchangers가 ≥500°C를 받도록 보장하세요.