외국인투자 유치를 통해 이탈리아의 RDZ와 합자법인으로 복사열을 이용한 쾌적한 냉난방서비스를 제공하고 있는 에코에너다임은 2009년 설립된 이래 13년간 업력을 이어오고 있다. 현재까지 국내 약 75개 현장에 복사냉난방을 시공, 업계 1위 실적을 자랑한다. 최근 서울에너지공사와 함께 4세대 지역난방 현장에 복사냉난방 실증을 진행해 저온수 활용과 신재생열에너지를 함께 사용할 수 있는 복사냉난방의 장점을 알린 김윤성 에코에너다임 대표를 만나 복사냉난방 개념과 향후 사업계획에 대해 들어봤다. 

복사냉난방시시템은 열용량이 큰 물을 열매체로 이용한다. 물은 공기보다 약 3,500배 높은 에너지수송능력을 가지고 있기 때문에 이를 이용한 복사시스템은 저엑서지로 분류되며 열매체 수송 및 반송동력을 크게 줄인다. 또한 복사열을 이용하면 실제 온도(난방 -2℃, 냉방 +2℃)에서도 동일한 열효과를 나타내고 공조시스템 냉방운전대비 높은 온도(약 13~15℃)로 물공급이 가능하다. 이것은 열원장비의 약 30% 에너지절감 효과를 가져온다.

복사열을 통해 천장 등에 설치한 복사패널과 인간의 직접적인 열교환으로 공기를 이용해 냉난방하는 대류공조에 비해 고른 실내온도 분포로 약 2℃의 온도 개선 효과를 얻을 수 있는 에너지절약적인 공조방식이다.

쾌적성이 높다. 공기를 순환시켜 실내 전체를 냉난방하는 대류공조의 공기순환이 불필요하기 때문에 냉풍·온풍이 직접 몸에 닿는 불쾌한 공기흐름이 없다. 실내 온도 분포의 불균형으로 생기는 불쾌감을 느끼지 못하므로 쾌적한 공조를 실현할 수 있다.

정숙성, 청결성이 높다. 대류공조의 필수인 공기순환이 불필요하기 때문에 취출구에서 발생하는 소음이 없어 조용하며 먼지가 발생하지 않아 높은 공기청정도를 확보할 수 있다.

미국과 유럽에서 복사냉난방시스템은 오랜 기간 발전을 해왔다. ASHRAE, DIN, EN, ISO 등 기술기준과 인증규격을 통한 품질을 규정하고 건축사와 설비설계사에서 적극 반영해 여러 프로젝트가 구현이 되고 있으며 친환경 건축물로 칭하고 있다. 일본에서는 에너지절약을 위한 신에너지기술을 널리 세계에 알리기 위해 회원사, 단체 등의 에너지절약 등에 관한 제품 및 기술을 정리한 ‘국제전개기술집’을 작성해 8개 분야(생활 관련, 오피스, 공장, 건설, 운수, 전력 관련, 철강, 석유화학) 137건의 사례를 수록해 영어, 중국어, 스페인어, 포르투갈어, 러시아어, 베트남어 등으로 널리 알리고 있다. 이중 복사냉난방에 관해 적극 권장 및 장려정책을 펼치고 있다. 

현재 국내에서도 실제 시공돼 사용되는 사용처(고객)의 요청으로 시장이 확대되고 있으며 사용처가 적극 홍보를 진행하는 재미있는 현상들이 일어나고 있다. 또한 많이 적용된 대공간 로비 또는 공연장 등에서는 냉방 시 결로에 대한 문제점이 전혀없는 것으로 확인돼 많은 수요처에 적용되고 있다. 

최근에는 코로나로 인한 실내 거주 시 냉방기를 통한 바이러스 교차감염이 이슈됐을 때 이를 극복하기 위한 대처방안으로 복사열을 통한 냉난방 장려 사업을 진행하고 있다. 개인주택, 미술관, 박물관, 카페, 자동차 전시장 등 불특정 다수 사용자가 이용하는 공간도 적용되고 있다. 

복사냉난방시스템 설치 시 적절한 제습장치를 적용했을 때 최고의 성능을 발휘한다. 냉각형 제습장치는 실내습도 및 잠열부하를 제거해 결로를 방지할 뿐만 아니라 실내 쾌적성을 향상시키는 역할을 한다. 

최근 환기장치와 조합이 가능한 제품으로 제습 및 환기 시 배기되는 열을 회수해 에너지를 절약할 수 있다. 또한 다양한 운전이 가능할 뿐만 아니라 대류냉방과 같이 빠른 응답속도를 필요로 할 경우 응축기의 선택적 이용으로 냉방운전이 가능하다. 환기 시 전외기 또는 부분외기 도입의 혼합형 운전으로 실내의 상태 및 재실자의 생활패턴에 맞춰 자동 및 선택적 운전을 할 수 있다. 

국내 시장에서는 데시컨트방식으로 습공기의 습기를 원형 로터에 흡착해 말리는 재냉방방식으로 냉각을 따로 할 필요가 없다. 이러한 원리를 통해 초 흡수성 고분자 S.D.P(Super Desiccant Polymer)를 적용한 데시컨트 제습장치를 적용함으로써 제습효율 또한 2~3배 향상시킨 제습환기장치로 실내 쾌적 및 에너지절감이 가능하다.

기존의 실내환경을 위한 시스템은 각각의 기기별로 독립적인 기능 혹은 중복된 기능을 가지고 있으며 조절장치도 기기별로 독립적으로 존재해 재실자의 판단에 따라 기동, 정지, 설정 등을 운영함으로써 실내공간의 쾌적성 및 에너지절약적 운전을 확보하기 다소 어려움이 있었다. 

저엑서지시스템을 위한 구성 요소로 실내·외 온습도 센서, 복사시스템의 공급 수온제어, 3way 믹싱제어 등의 통합 중앙 제어장치의 역할 또한 중요하다.

국내에서 복사냉난방시장은 점차 확대되고 있으나 초기투자비용이 화두다. 에코에너다임도 이탈리아 RDZ사의 모든 자재 및 시스템제어를 위한 하드웨어와 소프트웨어까지 100% 의존하고 있다. 바닥냉난방의 경우 고강도 압축+하부열차단 코팅패널과 산소투과방지처리 4중구조 냉온수배관을 사용한다. 간혹 사용처에서 그냥 저렴한 패널과 일반 XL파이프를 사용하자는 요청도 있긴 하다. 

하지만 우리가 추구하는 하부열차단 코팅패널과 산소투과방지처리 냉온수 배관으로 에너지절감과 사용자의 건강(레지오넬라균)을 놓치기 싫기 때문에 불가능한 점을 설명드리고 있다. 최근 가전분야 대기업과 협업해 자재 및 열원 국산화를 협의하고 지속적으로 연구개발키로 했다. 

점차 환경과 에너지문제의 중요성이 부각되고 있으며 생활환경의 요구조건이 다양해지면서 좀 더 좋은 삶의 질을 추구하는 시대가 됐다. 그 흐름에 맞춰 복사냉난방시스템은 저온난방, 고온냉방이 가능한 친환경 저엑서지시스템으로 온도와 습도를 각각 별도로 관리하고 과한 냉각을 하지 않고도 우수한 제습성능을 가지는 제습시스템 적용으로 현존하는 공조시스템 중 가장 쾌적한 실내환경 조성이 가능하다. 

충북 괴산에 위치한 풀무원 로하스는 독일의 패시브하우스 인증을 취득한 건축물로 태양열과 지열을 이용해 바닥복사냉난방만으로 냉난방부하를 모두 처리하고 있다. 이에 따라 낮은 에너지비용으로 운영되고 있다. 

대한설비공학회 건축환경부문 복사냉난방전문위원회가 설립돼 복사열에 관한 다양한 활동도 진행되고 있다. 국내도 기준과 규격화가 된다면 제로에너지건축을 위해 한걸음 더 나아갈 것으로 판단된다.

에코에너다임은 13년의 업력을 지닌 기업으로 각 공정별 전문가(설계, 시공, 제어)가 있다. 아직 국내 환경에서 복사냉난방시스템 한 분야에 특화돼 있는 회사는 에코에너다임뿐이라고 자부한다. 올해 준공 완료된 4세대 실증사업 서울에너지공사와 호디 마곡사옥에 회수열을 이용한 복사시스템을 적용해 다단식 4세대 지역난방 실증을 진행했으며 저온수 활용과 신재생열에너지를 함께 공급받아 검증을 받았다. 2018년부터 시작된 정부 스마트제로에너지시티(ZEC)사업의 일환이다. 우리의 차별성을 인정받아 사업을 같이 수행했으며 또 다른 가능성을 바라보고 있다.

국내 리모델링시장이 점차 확대되고 있으며 개별 또는 대단지수요도 늘어나고 있다. 기존에 시공돼 있던 습식공법의 몰탈을 부수고 걷어낸 후 다시 재설치하고 몰탈 시공해 양생기간까지 고려한다면 약 10일 정도의 시간이 필요로 한다. 하지만 건식난방은 20mm의 얇은 고강도(압축강도 55kg/m³) 압축패널을 설치한 후 코일 삽입 후 마감재를 붙이는 아주 간단한 공사이기 때문에 일반인도 시공하기가 쉽다. 

단순히 시공이 간편하다는 것이 큰 장점은 아니다. 우리가 추구하는 열에너지의 저에너지사용이다. 습식방식은 100~120mm의 축열층이 두터운 관계로 열에너지 소모량이 크며 쾌속난방을 위해서는 건식난방이 필요하다. 

최근 어린이집이나 노인정에 많이 적용되고 있다. 어린이는 겨울철 너무 더워도 감기에 걸린다. ‘너무 덥다’라고 인지하고 난방의 가동을 중지해도 기존 습식난방의 축열효과로 적정온도 복귀가 어렵다. 그렇다고 추운 겨울 어린이집의 창문을 열 수도 없다.

이와 함께 초등학교에서도 시스템냉난방기를 많이 사용하지만 최근 코로나 이슈로 인해 교차감염(지속적 환기)이 문제가 되고 있다. 이에 따라 여름철은 창문을 간헐적으로 개방해 환기를 하지만 겨울철에는 창문을 개방하는 것은 어린이들의 건강과 문제가 직결돼 단시일 내 시공이 가능하고 고밀도 고압축 제품인 건식난방패널을 시공해 사용하고 있다. 습식의 경우 약 60~70℃로 운전하지만 건식난방은 50℃의 온수로도 충분한 난방성능을 내고 있다.

부분적인 국산화가 목표다. 먼저는 자동제어시스템의 소프트웨어 국산화를 준비하고 있다. 신사업 진출을 아직은 시기상조이다. 복사냉난방시스템 한 분야의 전문가로 국가 에너지정책에 이바지하고 더 나아가 일반 사람들도 쉽게 접근할 수 있는 시장을 갖추는 것이 먼저라고 생각한다.

현재는 중국발 미세먼지와 코로나 팬데믹의 영향으로 주거공간에 머무르는 시간이 길어지면서 건강하고 쾌적한 실내환경을 선호하는 소비자로 인해 점차 주택에 적용이 확대되고 있다. 일반 주택 및 공동주택을 대상으로 바닥 천정 복사냉난방시스템의 가격경쟁력과 기술제안으로 시범사업 및 저에너지를 활용한 최적의 생활공간을 제공하는 것이 계획이다. 특히 여름철 에어컨 대란의 파생상품으로 복사냉난방시스템을 발전시키는 사업이 가장 큰 목표다. 

저엑서지 제품인 복사냉난방시스템을 시공하는 에코에너다임은 정부의 주요 기관들이 지방으로 이전하면서 저에너지건축물 인증이 의무인 다수의 관공서를 시작으로 에너지효율성을 높이기 위한 건축물, 업무효율을 향상시키기 위한 건축물(업무시설, 연구시설, 도서관), 상징적 가치를 높이기 위한 다양한 건축물(초고층 건축물, 고급 리조트, 대형 전시장 등)에 복사냉난방시스템을 적용한 국내 최대 시공실적을 보유하고 있다. 현재 당사 사무실에서도 복사냉난방시스템을 적용해 직원들이 쾌적한 환경에서 업무하고 있으며 자체 쇼룸도 보유하고 있다.