국내 주거 건물의 난방 열원으로 널리 이용되는 가스보일러는 급탕부하 위주로 용량이 산정되거나, 난방면적 기준에 따라 선정된다. 외국의 경우에도 보일러의 용량이 난방부하 대비 세 배 이상으로 산정되는 것으로 보고된 바 있으며, 이러한 이유는 급탕부하 위주로 용량을 산정하거나, 건물의 단열성 향상 등 열성능 개선에도 불구하고 과도한 안전율을 계상하여
보일러를 선정하기 때문이다.
난방부하에 비하여 보일러의 용량이 큰 경우 온수온도를 제어하기 위해 보일러의 on/off cycle이 빈번해진다.
국내 공동주택에 대부분 적용되고 있는 순간식 보일러는 보일러의 열교환기에 순간적으로 흐르는 순환수를 가열하여 난방으로 사용하거나 열교환기에서 간접 열교환하여 온수로 사용하는 방식이다.
순간식 보일러는 보유수량이 작고 온수가 필요할 때 즉시 보일러를 가동하여 순간적으로 온수를 만들기 때문에 온수온도의 변화가 급격하다. 이러한 운전특성도 보일러의 짧은 가동 및 정지를 유발하는 원인이 될 수 있다.
뿐만 아니라, 최근 단열성 및 기밀성이 개선되어 난방부하는 감소하는 추세이나 패널의 열매조건은 난방부하에 대한 고려 없이 여전히 관행에 따라 경험적으로 적용되고 있다. 패널에 적용되는 공급유량은 난방부하와 공급-환수온도차를 이용하여 계산되고 있지만, 공급온수온도는 지역난방의 경우 60℃, 개별난방의 경우 55~60℃이며, 시대에 따라 변하지 않고 이용되고 있다. 그러므로 패널의 실제 방열량은 난방부하를 처리하기 위해 필요한 방열량에 비해 큰 형편이다. 개별보일러의 운전은 기본적으로 실내온도를 감지하여 난방수요의 발생 여부에 따라 결정된다. 단위시간당 실에 공급되는 열량이 클수록 난방부하를 처리하는 속도가 빠르므로 실내온도의 변화도 빠르다. 이는 보일러의 짧은 가동과 정지가 빈번하게 반복되는
현상을 유발할 수 있다.
특히 시스템의 설계는 최대 난방부하 조건을 기준으로 이루어지지만 외기온의 상승, 내부발열 또는 일사 열획득으로 인하여 실제 난방운전 시 부분부하 조건이 발생한다. 이러한 운전조건에서는 보일러의 짧은 가동과 정지가 빈번해지는 현상이 심화될 수 있다.
한편 국내 공동주택에는 대부분 열저장 능력이 상대적으로 큰 습식 패널이 적용되고 있는데 이는 보일러에서 단위시간당 과다 생산되는 열량과 패널에 과다 공급되는 열량을 일부 저장하는 역할을 한다. 패널에 공급 및 저장된 열량이 천천히 실에 공급되기 때문에 온수공급주기가 길고 보일러의 가동/정지 횟수가 감소된다. 그러나 최근 습식 패널 적용 시 시스템의
반응속도가 느려지는 등 단점을 해결하기 위해 열저장 능력이 상대적으로 작은 건식 패널의 적용 필요성이 증가하는 추세이다. 열용량이 작은 건식패널이 적용될 경우, 패널에 공급된 열량이 즉시 패널 표면을 통하여 실에 공급되어 부하를 처리하기 때문에 열원공급장치(보일러 등)의 가동/정지 횟수가 상대적으로 증가하게 된다.
보일러의 on/off cycle이 잦을 경우 보일러의 효율이 감소하고 가스소비량이 증가할 수 있다. 버너가 작동하기 시작하여 안정 단계에 도달할 때까지는 공기-연료 혼합비(air-fuel ratio)가 적정 수준을 벗어나, 지속적으로 운전될 때에 비해 연료소비량이 다소 많은 특성이 있다. 또한 보일러가 정지된 후 잔류 연소가스를 배기하기 위한 소기과정(purge)을 거치게
되며, 이 때 전 소화단계에서의 여열(remaining heat)도 같이 제거된다.
이로 인해 보일러의 가동 및 정지가 시간당 5회 반복될 경우, 2~3%의 연료가 추가적으로 소비된다.
뿐만 아니라, 보일러가 가동 및 정지될 때마다 많은 양의 CO, HC, NO 등 유해가스가 방출된다.
보일러의 짧은 가동 및 정지가 빈번하게 반복될 경우, 열원에서의 에너지 소비량을 증가시킬 뿐 아니라 유해가스의 방출을 증가시키고, 또한 버너나 순환펌프 등 기기의 수명을 단축시키므로 보일러의 짧은 가동 및 정지가 빈번해지는 문제를 개선할 필요가 있다. 보일러의 안정적인 운전에 대하여 technical paper에서는 보일러의 가동/정지 횟수가 시간당 6회 미만일 것을 권장하고 권장하고 있다.