LH가 지역난방 아파트에 AI기반 스마트 통합배관을 적용한 결과 에너지소비 9%, 공사비 7.7% 절감효과가 확인돼 2026년 1월 이후 신규 승인 단지부터 적용될 것으로 전망된다.

 

최근 지속되는 천연가스와 국제유가 인상이 이어짐에 따라 에너지가격 상승으로 인한 입주민 에너지비용 부담이 가중되고 있다. 이에 따라 정부는 공동주택 내 제로에너지건축물(ZEB) 고등급 취득을 위한 지역난방에 고효율시스템 도입을 추진하고 있다. 개별난방에 대해서는 지난해부터 고효율시스템인 캐스케이드 보일러를 적용 중이다.

 

국내에서는 지난 2016년 이후 세대급탕유닛 단체표준과 한국지역난방공사 등의 열사용시설기준 개정을 통해 통합배관 적용을 지원해왔다.

 

LH 역시 기존 난방·급탕을 각각 4개 배관으로 공급하는 ‘4-Pipe 방식’을 통합해 공급효율을 높이는 기술을 검토해 3개 단지에 시범적용을 추진했다.

 

AI통합배관 적용… 난방·온수 중단없는 공급

 

LH가 적용한 방식은 인공지능(AI)를 활용해 공급배관을 통합하며 스마트 열복합기로 난방과 온수를 공급하는 고효율시스템이다.

 

LH는 경제성을 종합 검토한 결과 복도형보다 계단형 단지에서 통합배관의 효율이 높다고 판단해 △아산탕정2 △화성능동 △성남복정1 등 3개단지에 적용했다.

 

적용한 기술은 공급배관과 기계실 열교환기 통합으로 경제성과 시스템 효율을 개선한 것으로 △스마트 열복합기 △통합열교환기 △압력독립형 밸브(PICV) 등 세 가지 핵심기술이 조합된 형태다.

 

 

스마트 열복합기의 경우 AI를 통한 필요열량 예측과 최적 유량제어로 효율을 개선했으며 세대별로 설치가 가능해 입주민 주거편의성을 개선시켰다.

 

LH는 현장의견을 반영해 충분한 열원공급이 가능하도록 기존 욕실 2개 기준 2만4,000kcal/h이었던 용량을 △욕실 1개기준 2만1,000kcal/h △욕실 2개기준 3만7,000kcal/h 등으로 나눠 장비용량을 상향하고 욕실수에 따른 용량을 세분화했다.

 

열복합기 전면 커버는 결로예방을 위해 단열조치를 수행했으며 온도설정과 누수경보 시 확인이 쉽도록 온도조절기를 설치했다. 열복합기는 공용시설로 관리되며 수선주기는 15년으로 설정했다.

 

통합열교환기는 난방·급탕에 각각 설치하던 열교환기를 하나로 줄여 경제성을 높였으며 용접형 적용으로 연중 중단없는 온수공급이 가능해 주민만족도가 향상됐다. 배관시스템 보호를 위해 여과식 수처리기를 기계실에 설치했으며 펌프효율운전을 위해 가변속제어를 적용했다.

 

양산사송단지 시범적용결과를 반영해 동차압유량조절밸브(PDCV)를 압력독립형밸브(PICV)로 대체했으며 PICV와 세대 정유랑 밸브설치로 입상배관에 별도의 제어밸브가 불필요하도록 만들었다.

 

 

입상관 상부에 통합열교환기 2차측 온도가 40℃ 미만일 때 자동순환되는 온도유지 밸브를 설치했다. PICV는 AI에 의한 미세유량제어로 난방불균형 해소가 가능하며 밸브 원격제어를 통한 유지관리 능률을 향상했다.

 

통합배관은 세대별 급탕부하유량을 충족하는 가열수 유량의 FU값을 기준으로 관경설계를 실시했다. 급탕을 별도로 공급하지 않으므로 개별난방과 동일하게 세대당 4FU기준으로 급수량을 산정하고 급수배관을 설계했다.

 

ECO2 분석 실시… 1차E소요량 9% 절감

경제성 분석결과 AI기반 통합배관 적용 시 열공급방식 변경으로 공사비를 7.7% 개선할 수 있을 것으로 분석된다. 내년 발주예정인 4만6,355호 중 지역난방을 활용하는 3만601호에 적용 시 공사비를 약 48억원 절감할 수 있다.

 

 

건물에너지효율등급 인증평가 프로그램(ECO2)을 통해 시범단지와 인근 단지의 난방·급탕 실사용량을 비교한 결과 시점별 편차는 있었지만 통합배관에서 평균 6.9%가량 사용량 절감이 나타나 연중 중단없는 난방·온수공급을 통해 주거편의성을 개선할 수 있을 것으로 기대된다.

 

또한 통합배관 적용단지에서 1차에너지소요량이 9% 절감돼 에너지절감효과와 ZEB등급 향상에 긍정적인 영향을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

 

LH의 관계자는 “지역난방지구 아파트와 부대·복리시설에 적용할 예정”이라며 “내년 1월 이후 신규 사업계획 승인 신청지구부터 적용을 확대할 방침”이라고 말했다.

 

한편 LH는 향후 온도조절기를 월패드와 기능통합을 추진하며 정밀한 에너지분석을 통한 통합배관 설계최적화를 위해 관계기관 협업을 통한 전용 건축물에너지효율등급 인증평가 프로그램(ECO2) 개발을 착수할 예정이다.