한국건설기술연구원(KICT, 원장 한승헌)이 에너지절감, 미세먼지 저감, 제습의 세가지 기능을 탑재한 ‘2025년형 스마트 환기시스템’을 개발했다고 밝혔다.
2025년부터 모든 신축 공동주택은 의무적으로 제로에너지건물(ZEB)로 건설돼야 한다. ZEB는 에너지소비를 최소화하는 건축물로 환기 또한 에너지절약형 환기시스템을 적용하는 것이 유리하다.
조동우 KICT 녹색건축연구센터 박사 연구팀은 사물인터넷(IoT)이 융합된 에너지절약형 열회수형 환기시스템을 개발했다. 겨울철 실내온도가 22℃, 외기온도가 0℃인 조건에서 환기장치를 가동할 경우 시스템을 통해 외기온도가 약 18℃로 가열돼 실내로 들어오게 된다. 이를 통해 약 80%의 난방에너지가 절감되며 여름철에도 같은 원리로 냉방에너지가 절감된다.
챔버에서 KS B 6879(열회수형 환기장치)에 따른 냉난방에너지 절감시험 결과 150CMH 기준으로 유효온도교환효율은 냉방 시 71%, 난방 시 83%로 나타났으며 소음은 40dB로 측정됐다. 소비전력은 시간당 0.5회 환기기준으로 20~40W 수준이며 실별제어를 통해 환기하는 경우에는 23~37W(56~90%) 동력으로 가능하다.
필터는 1차 불순물을 제거해주는 프리필터, 냄새를 제거하는 탈취필터, 미세분진을 거르는 헤파필터(high efficiency particulate air filter)의 3단 조합으로 미세먼지를 포집한다.
시험결과 미세먼지 청정화능력은 3.91㎥/min으로 나타났다.시험은 SPS-KACA002-0132 실내공기청정기 시험에 따라 실시됐다. 30.12㎡ 면적의 실증주택 실험에서 초미세먼지 레벨을 90㎍/㎥에서 35㎍/㎥까지 낮추는데 약 30분의 시간이 소요됐다.
통상 공기청정기가 약 12분이 걸린 것에 비하면 2~2.5배 시간이 더 소요됐지만 환기기능을 감안하면 30㎡ 정도의 공간에서는 공기청정이 가능한 수준이다.
챔버에서 30분간 폼알데하이드 등 유해가스 제거(탈취) 효율은 평균 81%로 나타났다. 세부적으로 5대 유해가스에 대한 제거효율은 폼알데하이드 78%, 톨루엔 89%, 아세트알데하이드 76%, 암모니아 74%, 초산 88% 등이다.
습도가 높은 공간에서 제습기 표준운전조건 KS C 9317에 따라 가동할 경우 하루 10리터 정도를 제습할 수 있다. 환기가 필요한 공간만 선택환기가 가능한 제어 시스템은 거주자의 생활패턴에 따라 최소의 에너지로 최적의 거주환경을 유지할 수 있게 한다.
실외기가 설치되는 발코니 공간에서 공기청정 및 제습이 이뤄지기 때문에 실내에서는 소음이 거의 발생하지 않는다. 또한 계절, 공기질, 내·외부 온도별로 자동 환기모듈을 탑재해 센서가 감지한 데이터에 따라 자동 운전된다. 초기 단 한 번의 조작으로 1년 내내 쾌적한 실내환경을 누릴 수 있다. 이와 같은 에너지절약형 스마트 환기시스템이 보급될 경우 국내에서 연간 10만톤 이상의 온실가스 감축효과가 예상된다.
조동우 선임연구위원은 “스마트 환기시스템은 최소의 에너지 소비로 최적의 실내 공기환경을 제공해 국민 거주환경의 질을 높여주는 기술이 될 것”이라고 밝혔다.
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