제로에너지건축물이 이제 주택, 개별건축물을 넘어 공동주택 등 단지개념으로 확산되고 있다. 이에 따라 건축물 에너지소비의 상당부분을 차지하고 있는 난방부문에서도 획기적인 에너지절감이 필요한 실정이다.

국내최초로 공동주택단지의 제로에너지화를 달성한 ‘이지하우스(EZ House)’도 이와 같은 고민을 거쳤다. 난방에너지를 최대한 효율적으로 공급하기 위해 중앙난방 방식을 채택했으며 난방 에너지소요량을 최소화하고 설비용량을 최적화하기 위해 통합배관 방식을 활용했다.

통합배관은 기계실 혹은 열교환실에서는 난방온수만을 생성해서 각 세대에 보내고 급탕온수는 세대에 들어온 난방온수를 이용해 사용처 가까이에서 간접가열을 통해 생성한다. 이에 따라 배관은 2개만 있으면 된다.

통합배관방식은 배관의 수가 줄기 때문에 설비비가 낮아지고 가열할 열매체가 줄기 때문에 에너지도 절약된다.

통합배관방식의 핵심은 난방온수를 각 세대에서 열교환해 급탕으로 사용할 수 있는 통합배관용 세대유닛이다.

구성이엔드씨(대표 윤석구)는 이지하우스에 세대별 열교환기 ‘퓨어화(PURE-HWA)’를 납품했으며 연구단으로부터 기술력을 상당히 인정받고 있다.

순간부하 우선처리…E효율 최대화
퓨어화는 순간가열능력이 3만7,000kcal/h인 열교환기가 내장돼 있다. 세대유닛에 순간가열능력이 중요한 이유는 통상 급탕을 가열하는 시간동안 난방은 일시중지되기 때문이다. 또한 급탕가열에 쓰이고 기계실에 회수된 미지근한 온수는 난방효과가 낮아지게 된다.

순간가열능력이 높으면 난방중지 시간이 단축되며 급탕가열을 마친 미지근한 온수로 난방을 실시하더라도 이를 다시 가열해 난방에 재활용하기 때문에 에너지효율을 배가 할 수 있다.

즉 기존 배관방식과는 달리 통합배관에서는 난방과 급탕열원이 통합됐고 세대별로 난방·급탕온수를 처리하기 때문에 관경이 작아 연속부하(난방)보다 순간부하(급탕)를 우선 처리해야 한다.

퓨어화는 난방부하보다는 급탕부하 우선 처리방식을 통해 시스템을 최적화할 수 있다는 특징을 가지고 있다.

이와 함께 중앙에서 온수를 통합적으로 보내기 때문에 각 세대별로 취향에 맞는 쾌적성을 유지하기 위해서는 개별온도제어, 정밀유량제어 시스템이 필요하다.

퓨어화는 온도조절 기능뿐만 아니라 용량 증감도 가능한 기능을 탑재하고 있다. 유량을 분당 1리터로 통제할 수 있어 외기온도의 변화가 급격히 일어나더라도 실내온도의 편차를 줄여 일정하게 만들 수 있다. 또한 에너지사용량을 기록하고 분석하거나 실시간의 에너지 사용 금액을 모니터링 할 수 있도록 구성돼 있다는 점도 실증단지 역할을 하는 이지하우스에 제품이 채택된 이유다.

소프트웨어가 탑재된 온도조절기의 각종 제어값이나 온도 유량, 열량 등의 데이터를 원격검침으로 보내 모니터링 할 수 있도록 시스템이 구성돼 있다.

이는 현재단계에서는 연구목적의 데이터수집에 효용이 있지만 향후 원격검침인프라(AMI) 등의 보급으로 요금부과방식이 선진화된다면 효용은 더욱 커질 것으로 기대된다.

또한 세대 내 설비에 사물인터넷(IoT) 등이 보급되면 이용자의 생활패턴을 인식해 스스로 제어하기 위해 빅데이터가 필요하기 때문에 난방부문에서 이를 축적시킬 수 있는 장비다.