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[인터뷰] 남형일 에이올코리아 상무

“ZEB 복합환기로 ‘한평 더’”
지열적용 공동주택용 냉방·제습·환기 융합

에이올코리아(대표 백재현)는 최근 제로에너지빌딩(ZEB)용 복합환기시스템을 개발하고 본격적인 양산채비를 갖췄다고 밝혔다.

이번 복합환기시스템은 ERV(Energy Recovery Ventilation)에 지열을 이용한 냉각코일을 장착함으로써 FCU(Fan Coil Unit)와 결합한 제품이다. 기존 환기제품보다 냉난방효율이 높고 냉방·제습·환기·살균기능을 모두 탑재해 공간절약 효과가 크다.

ZEB에 최적화된 복합환기시스템을 개발한 에이올의 남형일 상무를 만나 개발배경과 의미에 대해 들었다.

■ 제품개발 배경은
최근 제로에너지주택시장이 열리고 있다. 정부가 추진했던 노원 이지하우스, 세종·오산·김포 제로에너지단독주택단지, 민간에서 건립해 ZEB인증 5등급을 획득한 힐스테이트레이크송도 사례 등 공공·민간 모두가 ZEB사업에 눈길을 돌리고 있다.

특히 LH, SH공사 등 공공중심의 ZEB 공동주택 건립이 진행되고 있어 앞으로도 다양한 유형의 ZEB주택이 등장할 전망이다. 이번 복합환기시스템은 이와 같은 ZEB 공공임대주택시장을 목표로 개발됐다. 이번 제품에 대한 아이디어는 에이올이 자체적으로 ZEB공동주택의 시스템 최적화 방안을 검토하는 과정에서 도출됐다.

ZEB공동주택은 신재생에너지를 적극적으로 활용하고 있으며 주로 태양광, 지열이 각광받고 있다. 냉난방을 위한 열원으로 활용되는 지열은 공동주택에서 경제성·효과성이 검증돼 다양한 현장에서 적용이 검토되고 있다.

통상 17~49㎡ 규모의 소형세대로 이뤄진 공공임대주택은 지열을 이용한 FCU와 ERV를 적용하고 있다. 기밀성이 높아 환기가 필수적인 상황에서 에너지를 최대한 재활용해야 하는 ZEB는 ERV가 필수적이기 때문에 적용을 전제로 하고 FCU를 통합한다면 경제성과 효율성을 모두 높일 수 있다.

FCU는 지열로 냉수를 생산해 각 세대로 보내 냉방에 이용하므로 ERV에 냉수코일을 탑재하면 해결이 가능하다. 냉각수 유량은 중앙제어가 가능하고 실내순환모드로 활용하면 에어컨으로 기능할 수 있다. 열량조절은 풍량제어, 밸브를 통한 냉수코일 유량제어 등으로 가능하다.

■ 복합환기로 냉방부하 대응이 충분한가
그렇다. 면적별로 △필요냉방부하 △냉방풍량 △필요제습량 △제습풍량 △환기량을 모두 계산하고 냉수코일 면적, 냉수코일 통과풍량 확보, 실내공급풍량을 검토한 결과 ‘충분히 가능하다’는 결과가 나왔다.

패시브하우스는 단열·창호·기밀 등 효과로 실내 냉부하기준이 35W/㎡다. ZEB공동주택 17㎡ 세대를 기준으로 보면 △냉방부하 0.6kW △냉방풍량 113CMH △필요제습량 4.1L/day △제습풍량 76CMH △환기량 22CMH 등이 필요하다.

이번에 개발된 ZEB형 복합환기시스템은 냉수코일을 5열6단, 3열12단으로 각각 구성하고 냉방·제습·환기성능을 시험했다. 시험결과 5열6단은 △냉방능력 1.6kW △풍량 220CMH △제습냉방능력 970W △제습풍량 162CMH △제습능력 23L/day 등으로 측정됐다. 3열12단은 △냉방능력 1.4kW △풍량 250CMH △제습냉방능력 387W △제습풍량 70.7CMH △제습능력 4.3L/day 등으로 나타나 충분한 부하대응이 가능하다.

다만 패시브하우스 기준으로는 ㎡당 냉방부하가 35W지만 패시브건축이 충분히 적용되지 못했거나 지열시스템의 냉각수 입구·출구온도 차이(△t)가 5℃ 미만인 현장의 경우 최대 70W까지 높아지는 경우도 있다.

에이올은 이를 감안해 70W 기준으로 냉방부하, 제습량을 계산해 제품을 설계했으며 이에 대해서도 충분한 부하대응이 가능하다.




■ 높은 열교환효율을 기록했는데
중요한 부분이다. 현재 환기기준인 KS B 6879는 성능시험기준만 나와있다. 유효전열교환효율은 과거 고효율에너지기자재 적용대상이던 시절 기준을 준용하고 있다. 당시 고효율에너지기자재 기준은 냉방 시 45%, 난방 시 70% 이상을 요구했다.

이번에 개발된 에이올의 복합환기시스템은 냉방 시 75%, 난방 시 86%다. 오버스펙이 아니냐는 말이 나올 수 있지만 실상 이정도 성능이 반드시 필요한 상황이다.

ASHRAE 습도선도 상으로 KS B 6879 기준인 건구온도 35℃, 습구온도 24℃는 현열과 잠열비가 거의 1:1이다. 만약 냉방 시 45% 효율이라면 여름철 현열부하처리로 봐야한다. 이 경우 잠열이 처리가 되지않아 실내가 가습되며 이는 부하증가를 야기한다.

냉방 시 75% 이상 열교환하면 가습량을 충분히 줄일 수 있고 남는 잠열부하는 냉수코일의 드레인효과를 통해 제습함으로써 처리가 가능하다. 이번 ZEB형 복합환기시스템의 핵심은 여름철에도 부하증가가 없다는 것이다.

■ ZEB 최적시스템이라는 의미가 큰데
ZEB는 정부주도로 활발히 추진되고 있다. ZEB는 패시브기술로 부하를 최소화하고 액티브로 에너지효율을 높이면서 신재생에너지와 같은 친환경에너지로 자립하는 것이다. 신재생에너지는 전력의 경우 태양광, 열의 경우 지열적용이 가장 타당한 것으로 평가되고 있다.

이러한 상황에서 에너지효율을 최대한 높이고 냉방·제습·환기를 단일기기로 수행하는 에이올의 복합환기시스템은 ZEB에 가장 적합한 제품이다. 향후 복합환기시스템을 통해 ZEB시장규모 확대속도를 가속화할 방침이다.

■ 공간적 이점도 장점인데
에이올의 ZEB형 복합환기시스템은 ERV와 FCU를 통합해 공간적 이점을 최대한 확보할 수 있다.

ZEB 공공임대주택은 특성상 세대면적이 크지 않다. FCU, 환기장치를 별도로 설치할 경우 설비면적이 커져 생활공간은 더욱 좁아지게 된다.

경제적 여건이 상대적으로 풍족하지 못한 청년, 신혼부부, 고령자 등 사회적약자에게 생활공간을 한평 더 제공하는 의미가 있다. 이에 더해 경제성있는 장비로 냉방·환기에 더해 제습기능을 제공함으로써 쾌적성 향상도 안겨줄 수 있다.

■ 앞으로 목표는
에이올은 기업으로서 수익극대화도 중요하지만 소비자·수요자에게 최대한의 가치를 제공함으로써 더 나은 생산성을 발휘하게 하고 그것이 사회적으로 의미를 가져오길 바란다. 수요처 요구에 따라 R&D를 통해 니즈를 만족시키면서 한 걸음 더 나아간 좋은 제품, 국내 실정에 더 적합한 제품을 보급하고자 한다.

그간 업계에서는 ZEB시장 수요가 부족했고 규모가 작은 업계특성상 연구개발을 위한 충분한 투자가 이뤄지지 못했다. 이에 따라 엔지니어링기술 기반의 제품개발이 더딘 상황이었다. 에이올은 자체적인 R&D투자와 도전정신으로 활발한 연구개발을 진행해 앞으로도 시장이 요구하고 있지만 그간 등장하지 못했던 제품을 지속 출시할 계획이다.