실내를 쾌적하게 하는 공기조화를 목적으로 천연가스를 연료로 사용하는 가스엔진에 의해 증기 압축 냉동사이클의 압축기를 구동하는 히트펌프식 냉난방기기를 가스히트펌프(이하 GHP)라고 부른다. 정격 냉방능력이 23kW 이상으로 규정하고 있으며 고효율에너지기자재에 등록되지 않으면 설치 및 설계장려금을 받을 수 없다.
고효율에너지기자재 성적계수(COP)는 △냉방성적계수≥1.20 △난방성적계수≥1.40 △한랭지성적계수≥0.90으로 정의하고 있다.
최근 GHP업계에는 논란이 일고 있다. 바로 성적계수로 사용하고 있는 COP(Coefficient of Performance)를 다른 성적계수인 APF(Annual Perfomance Factor)나 IEER(통합냉난방효율) 중 무엇으로 바꿀 것인가에 업계간 의견이 엇갈리고 있다.
COP는 무엇인가
COP는 정해진 온도조건에서의 운전효율을 표시하는 것으로 냉난방 평균 에너지소비효율을 나타낸다. 다시 말해 정격냉방, 정격난방 시 소비전력량, 소비가스량 1kW당 냉방 및 난방능력으로 표시하는 것이다. COP의 값이 클수록 냉난방 운전 시 소비전력이 줄어들어 에너지절약성능이 뛰어난 것으로 볼 수 있다.
그러나 실제로 에어컨을 이용하는 경우 냉난방 능력과 소비전력은 실내 온도와 외부온도에 크게 좌우돼 항상 동일한 COP값을 얻을 수 있는 것이 아니다. 자동차로 비유하면 자동차 연비를 계산할 때 교통체증이 일어나는 일반도로, 산길, 고속도로 등 다양한 운전조건이 있어 실제 연비보다는 떨어질 수밖에 없다.
다시 말해 COP는 최적의 운전조건에서 나오는 성능계수라면 실제로 에어컨, GHP 등은 전부하조건 운전보다는 부분부하조건(실운전조건)에서 운전되는 시간이 훨씬 길다. 결국 부분부하 운전조건에서 성능계수를 구하는 것이 중요해졌다.
APF와 IEER은 무엇인가
APF와 IEER은 실제 사용조건에 따른 에너지절약성능을 나타내는 지표다. 먼저 GHP를 처음 개발한 일본이 채택하고 있는 APF는 Annual Performance Factor의 약자인 연중 에너지소비효율로 일본은 2006년 9월 개정된 ‘에너지절약법’에서 COP를 대체하는 에너지절약성능지표로 APF를 채택됐다.
APF는 일본공업규격 JIS C 9612라는 규격에 따라 운전환경을 정해 1년간 에어컨을 운전한 경우 운전효율을 보여주는 것으로 운전환경은 도쿄지역에서 남향의 목조주택에서 냉방운전기간 6월2일부터 9월21일까지, 난방운전기간 10월28일부터 다음해 4월14일까지 6시부터 24시까지 18시간, 외기온도 24℃ 이상일 때 냉방을, 외기온도 16℃ 이하일 때 난방을 사용하는 조건이다.
각 제조사는 이 조건에서 에어컨을 사용하면 1년동안 얼마나 전력을 소모했는지 ‘기간소비전력량’으로 산출, 에어컨이 1년동안 사용하는 에너지를 이 기간 소비전량으로 나눈 값이 APF값이다.
COP와 마찬가지로 숫자가 높을수록 냉난방 시 소비전력량이 적고 에너지절약성능이 우수하다는 것을 의미한다.
업계의 한 관계자는 “APF는 기간성적계수(연중에너지소비효율)라고 해 보다 사용상태에 가까운 평가방법으로 산출한 기기의 효율을 나타낸다”라며 “기존의 COP는 1년간 드물게 나타나는 어느 일정한 온도조건으로 운전했을 경우의 성능계수로 APF는 부분부하 시 효율을 고려했던 것보다 실제운전상황에 가까운 효율평가지표”라고 강조했다.
IEER도 APF와 비슷한 효율평가지표다. 실사용조건에 맞는 부분부하를 고려한 통합냉방효율과 정격난방효율에 겨울철 최저온도 하강에 따른 한랭지효율까지 포함한 통합난방효율을 적용한 기준이다.
그렇다면 국내 적용 조건은
APF는 일본, 특히 도쿄를 중심으로 개발된 성능지표로 한랭지조건이 적고 작은 부분부하 운전비율이 반영됐다. 반면 IEER는 상대적으로 우리나라 기후에 더 적합한 기준이다. 이미 GHP와 같은 시스템에어컨 범주에 포함되는EHP는 지난 2012년 IEER을 성능지표로 적용하고 있다.
GHP는 주로 학교, 종교시설, 사무실 등에 설치돼 거의 동시에 전 실내기를 운전하거나 정지하는 경향이 높다. 이렇다보니 운전 시 실내기 가동률이 80~100%에 이르며 여름에는 아침, 저녁시간의 저부하시간대는 가동이 적고 낮시간은 전부하로 운전된다. 역시 겨울에도 전부하로 운전된다.
학계의 한 관계자는 “APF는 일산제품을 국내에 판매하기 유리한 지표로 국내 기술개발 장려 및 산업육성정책에 맞지 않는다”라며 “APF기준이 고효율에너지기자재 인증기준으로 도입 시 국내 기후에 적합한 국산 GHP를 외산기준에 맞게 재개발해야 하는 상황에 직면할 수 있다”고 지적했다.
이 관계자는 “일본이 APF를 도입한 이유는 일본 내에 외산제품의 진입장벽을 만든 것으로 글로벌시장에서는 APF는 일본 이외 성능지표는 쓰는 나라가 거의 없다”라며 “현재 수입되는 GHP의 경우 APF에 최적화돼 개발돼 있어 일산 제품을 그대로 도입, 판매하면 최고의 APF지수를 발휘할 수있을 것”이라고 밝혔다.
업계의 한 관계자는 “GHP는 가스엔진 구동방식이지만 멀티전기히트펌프와 동일한 VRF시스템으로 냉방부분부하와 한랭지 운전조건이 가장 중요하다”라며 “IEER를 통합지표로 적용하는 국가들이 늘어나고 있어 글로벌 표준화되고 있는 IEER을 국내기준으로 적용할 경우 글로벌 경쟁에서도 유리할 것”이라고 밝혔다.
