한국토지주택공사(LH)는 입주민의 연료비 부담 완화와 안전하고 편리한 난방 환경 조성을 목표로, 공동주택 난방시스템의 고도화를 지속적으로 추진하고 있다.

 

지역난방에 적용 중인 스마트 통합배관시스템은 세대별 열공급을 정밀하게 제어함으로써 열손실을 최소화하고 약 9% 수준의 에너지절감 효과가 기대되는 고효율 난방시스템이다.

 

LH는 스마트 통합배관시스템을 2026년 1월1일 이후 신규 사업계획 승인 신청 지구부터 지역난방 적용지구 전반에 전면 도입했다. 김기수 LH 공공주택설비처 팀장을 만나 통합배관시스템 도입 배경과 기술적 특성, 향후 사업계획에 대해 이야기를 나눴다.

 

■ 스마트 통합배관시스템은 어떤 시스템인가
스마트 통합배관시스템은 기존 지역난방의 4관식(난방 공급·환수, 급탕 공급·환수) 배관 체계를 2관식(가열수 공급·환수) 구조로 단순화한 고효율 난방시스템이다.

 

각 세대에는 스마트 열복합기(HIU: Heat Interface Unit)가 설치되며 기계실에서 공급된 가열수를 활용해 난방과 급탕을 동시에 생성·공급하고 세대별 사용 특성에 따른 정밀 제어가 가능하다.

 

스마트 열복합기는 지역난방이 적용된 건축물에서 1차측 열원을 공급받아 열교환을 통해 세대에 난방과 온수를 공급하는 장치로, 열교환기, 액추에이터, 유량밸브, 제어기 등으로 구성된다.

 

■ 도입 배경은
통합배관시스템은 에너지가격 상승에 대한 대응, 탄소중립정책 이행, 입주민 주거복지 향상을 주요 목적으로 도입됐다.

 

글로벌 에너지 공급망 불안정으로 인한 천연가스 및 지역난방 요금 상승은 입주민의 경제적 부담을 지속적으로 가중시키고 있다.

 

또한 2023년부터 공공 공동주택에 ZEB(제로에너지건축물) 인증 의무화가 시행됨에 따라 건물 에너지사용량의 약 40%를 차지하는 난방시스템의 고효율화는 선택이 아닌 필수 과제로 부상했다.

 

특히 기존 4관식 배관방식은 노후화에 따른 열손실 누적, 계절별 난방운전 제약 등 구조적 한계로 인해 입주민 불편이 지속적으로 제기돼 왔다. 이에 대한 근본적인 개선 필요성이 대두됐다.

 

 

■ 기존 시스템(4-Pipe)대비 특장점은
통합배관시스템은 경제성, 에너지효율성, 주거 편의성을 동시에 확보할 수 있다는 점이 가장 큰 강점이다.

 

배관 수를 기존대비 절반으로 줄임으로써 자재비와 시공비를 절감할 수 있으며 공용 피트(PIT) 면적 축소를 통해 주거 전용면적 확보에도 기여한다.

 

또한 60℃ 이상 고온으로 상시 순환되던 온수배관을 축소하고 열공급 계통을 단순화함으로써 공용부 열손실을 10% 이상 저감하는 등 시스템 전반의 에너지효율을 크게 향상시켰다.

 

아울러 기존 방식에서 간절기 난방 중단으로 발생하던 불편도 해소됐다. 스마트 열복합기를 통한 세대별 개별제어가 가능해짐에 따라 계절에 관계없이 연중 안정적인 난방 사용이 가능해져 입주민 체감 편의성이 크게 개선됐다.

 

기존에 난방용과 급탕용으로 각각 설치되던 열교환기를 통합함으로써 기계실 내 설치 공간 역시 약 20~30% 절감할 수 있다.

 

■ 적용된 핵심기술은
스마트 열복합기를 통해 최적 열량 제어로 열효율을 극대화하고 세대별 개별 제어 강화로 편의성을 향상시켰다. 압력 독립형 밸브(PICV)를 적용해 미세유량제어가 가능하도록 함으로써 난방 불균형을 해소하고 밸브 원격제어기능을 통해 시설물 유지관리 효율을 한층 강화했다.

 

또한 입상관 상부에는 온도유지용 밸브를 적용해 통합열복합기 2차측 온도가 40℃ 미만으로 하락할 경우 자동 순환을 유도함으로써 안정적인 급탕 공급이 가능하도록 했다.

 

아울러 기계실에는 여과식 수처리기를 적용해 통합배관 가열수의 수질을 체계적으로 관리함으로써 시스템의 장기적 안정성과 신뢰성을 확보했다.

 

■ 성능 및 설치기준은
스마트 열복합기는 단체표준(SPS-BEAA0015-6633) 인증제품을 적용하며 욕실 1개 세대는 2만1,000kcal/h, 욕실 2개 세대는 3만7,000kcal/h, 부대·복리시설은 4만5,000kcal/h 등 용도별로 용량을 세분화·상향 적용해 충분한 난방 및 급탕성능을 확보했다.

 

안전성 강화를 위해 본체 내부 누수 알림, 동파방지기능, 급탕 온도조절장치 고장 시 비상운전기능을 의무화했다.

 

또한 유지관리 사각지대를 해소하기 위해 열복합기를 공용설비로 분류해 관리주체를 명확히 하고 표준 수선주기를 15년으로 설정해 수선유지비 적립을 의무화함으로써 장기적 운영 안정성을 확보했다.

 

■ 실증결과 및 기대효과는
LH는 아산탕정2, 화성능동, 성남복정1 등 총 3개 단지(1,272세대)를 대상으로 시범 적용 및 실증을 실시해 에너지절감 효과와 시스템 안정성을 검증했다.

 

1단계(2019~2025년) 시범 적용을 완료했으며 2단계(2025년)에서는 실증데이터 검증과 설계 표준안 수립을 추진했다. 3단계로 2026년 1월1일 이후 LH 신규 사업계획 승인 신청 지구 중 모든 지역난방 아파트 및 부대·복리시설에 통합배관 시스템을 전면 도입했다.

 

시범단지를 인근 4관식 단지와 비교한 결과, 평균 6.9%의 에너지절감 효과를 확인했으며 ECO2기반 건물에너지평가 결과 1차 에너지소요량은 평균 9.0% 감소하는 것으로 분석됐다. 이는 향후 공동주택 ZEB 고등급 달성에 크게 기여할 것으로 기대된다.

 

아울러 배관 단순화를 통해 4관식대비 평균 7.7%(세대당 약 15만6,000원)의 공사비 절감과 함께 연간 세대당 약 5만5,000원의 에너지비용 절감효과도 확인했다.

 

■ 향후 계획은
통합배관시스템의 정밀한 에너지성능 분석을 위해 한국에너지공단 등 관계기관과 협력해 전용 ECO2프로그램 개발을 추진할 예정이다.

 

아울러 2026년 ZEB 고등급 달성을 목표로, 세대별 난방 수요 AI 예측시스템 개발 등 고도화 연구도 지속 추진한다. 기상 데이터와 과거 에너지사용패턴을 분석해 열수요를 예측하고 기계실에서는 필요한 만큼의 가열수만 생산함으로써 과잉 공급을 방지할 계획이다.

 

더불어 물리적 센서가 설치되지 않은 구간의 데이터까지 AI기반 가상센싱기술로 추론해 시스템 고장 진단기능도 함께 구축할 예정이다.

 

■ 마지막으로 업계에 전하고 싶은 말은
LH는 제품 국산화와 가격경쟁력 강화를 위해 노력하는 제조사를 적극 지원하고 있으며 통합배관시스템 적용 확대를 통해 관련 시장 활성화를 추진하고 있다. 업계에서도 AI 연동기술과 고내구성 열교환기 개발을 통해 시스템 안정성 제고에 힘써주길 바란다.

 

스마트 통합배관시스템은 대한민국 주거환경의 질을 한 단계 끌어올릴 핵심 인프라다. LH는 앞으로도 지속적인 기술 혁신과 제도 개선 통해 국민 모두가 에너지를 보다 안전하고 경제적으로 이용할 수 있도록 최선을 다하겠다.