패시브하우스의 냉난방 급탕 관한 잡상

패시브하우스 - 복사공조의 관한 의견

일요알 저녁 홈쇼핑을 보다보니 요즘 유행하는 삼성의 무풍이란 에어컨을 유심히 보게되었습니다.
참고로 저는 삼성과는 전혀 관련없습니다. 암튼 이 에어컨의 새로운 개념이란게 바로 복사냉방이란게 관심을 끌었습니다.
패시브하우스랑 연결되어서 생각이 되더군요.

패시브하우스는 새로운 패러다임에 맞는 건축이라고 알고있고 관심이 있어 얼마전 일반회원으로 가입까지 하게되었습니다.
제 분야는 공조분야입니다. 설계관련 엔지니어링을 하다보니 미국에서 퍼뜨리는 LEED 를 공부하게되고 접하게 됩니다.
리드에서 플래티넘급의 높은 등급을 받으려면 환기유닛과 플로워 히팅, 쿨링등이 필요합니다. 물론 건물의 스케일등에 따라 다르지만
유난히 찬바람이 닿는걸 싫어하기에 복사 냉난방에 관심을 두었고 자연스레 패시브주택까지 관심을 가지게 되더군요.
한국의 주거문화상 바닥난방은 이미 익숙한 방식이나 바닥냉방은 조금은 생소한 개념임은 틀림없습니다. 이미 서울 시첨등 일부 건물에
복사냉난방은 적용 운전중인 시스템입니다. 개인적으로 이런 궁금증으로 지금의 사옥은 바닥 냉난방과 대류를 혼합해서 설계운전중입니다.
지금의 건물이 패시브 급이 아니라서 외기온도가 오르면 바닥냉방으로는 아무래도 무리가 있더군요. 어쩔수 없이 천정팬코일을 2차 냉방을 쓰게됩니다.
그러나 패시브하우스급의 단열 리크라면 환기유닛, 공기흐름을 잘고려한다면 아주 쾌적한 냉난방을 최소의 운전비로 가능하리라는
생각입니다.

이미 패시브하우스와 복사공조는 외국사례에선 여러번 봤고 국내도 있습니다. 요즘은 공기열 히트펌프도 냉난방 급탕을 동시 공급하는게 가능하고
제습기능도 환기유닛과 조합이 가능하니깐 굳히 지열까지 가지않고도 충분한 수준이라고 봅니다.
복사공조는 여러가지 장점이 있습니다. 보통 건물의 칠러는 냉방 출구온도 7도, 난방 45 도 기준합니다. 복사공조를 패시브하우스와 적용시에는
우선 냉난방 부하가 현저히 줄수 있습니다. 협회의 프로그램은 사용할 기회는 캐리어의  HAP을 주로 사용했습니다. 리드에서 인정하는 프로그램은
이 햅과 트레이스등 몇개만 인정해줍니다.
결론적으로 패시브하우스의 환기유닛은 필수 조건이 될수 밖엔 없습니다. 철옹성을 쌓고도 성문을 열어주면 아무 소용이 없으니깐요.
환기유닛은 여러가지로 중요합니다. 전열과 현열 교환 두가지가 있지만 시중 업체사양은 전열아닌 현열교환기가 주로 많습니다.
대형 건물의 리커버리는 주로 전열교환기가 쓰이나 현열은 소형 제품에 많은것 같습니다.
암튼 여럽분들이 보는 열교환기 효율 말고 여러가지 사양이 있고 건축 사양과 또 부하조건에 맞춰 스펙을 정하는게 중요합니다.
또 하나 환기유닛은 결로문제가 심각히 발생할수 있습니다. 결로 또는 DEFROST 는 외기가 추운 동절기에 발생 조건이 됩니다.
동절기 운전 조건에 따라 결로조건을 사전에 확인해보는게 중요합니다만 국내 환기유닛이 이런 엔지니어링을 제공하는지는 모르겠습니다.
결로를 방지하는 방법은 동절기 외기 온도, 운전조건을 보고 열교환기 사이즈를 기준해서 환기유닛을 선정해야지 업체들 통상얘기하는
몇평에 얼마라는 구매는 낭패를 볼수 있습니다. 다음은 여러 결로 방지방식이 있는데 휠열교환기라면 휠정지, 급기팬정지(배기팬작동), 히터가열등의 여러 제어방식이 있습니다. 
이런 후에 시공시에는 반드시 응축수 드레인이 적절히 설치되어야 할것입니다. 유튜브에 환기유닛 물고인 장면을 본적있는데 잘못 설계시공되면
천정에 물벼락되는 최악의 경우가 생길수 있을것 같습니다.
또하나 환기유닛의 역할은 습도를 조절하는것입니다.  업체들 자료를 보니 통상 제습의 스펙은 없는것 같더군요.
제습을 위해선 무조건 필요한게 냉방코일과 가열 코일입니다. 때려 죽여도 제습을 위해선 온도를 낮춘 후 다시 올려야 습도가 뽀송뽀송한 기분이 됩니다.
흔히 에어컨 온도를 낮추면 습도가 떨어진다고 생각하시는데 정반대입니다. 우리가 얘기하는 습도는 상대습도이고 상대습도는 보통 온도로 알고있는 건구온도와 그 온도에서의 포화수증기량으로 정해집니다. 에어컨 냉방에 의해 온도가 떨어지면 공기중 수증기량은 그대로인데 온도가 떨어지므로 습도는 올라갑니다. 물론 냉방코일에서 노점이하로 떨어지면서 응축수가 생겨서 절대 습도는 떨어집니다. 그러나 상태습도는 휠씬 높아집니다.
흔히 집에쓰는 포터블 가습기는 에어컨의 냉방과 실외기의 코일이 나란히 설치되어서 냉방후 실외기 코일을 지나면서 다시 데워지게 됩니다.
그래서 습도를 줄이는 거죠. 우리의 패시브 하우스도 그런 개념이 있어야 합니다.
바닥냉난방이야 바닥 엑셀관안에서 물의 흐름이니 습도의 조절은 환기 유닛의 몫이 되어야 합니다. 사실 대형 건물의  습도 조절도
똑같습니다. 이 부분에서 제일 간단한 솔루션은 제열히터밖에 없습니다. 만일 태양열을 쓴다면 이 태양열 온수를 사용할수는 있으나 배관 비용 제어추가되는걸 생각하면 환기유닛내부의 전기 코일을 사용하는게 제일 간단한것입니다.
앞서 바닥냉난방을 말씀드렸습니다. 겨울철에 제습은 필요하지 않습니다. 여름에는 바닥에는 7도 아닌 12도 이상의 냉수가 흐릅니다. 이 냉수를
환기유닛의 냉수코일에 사용하게 할수 있습니다. 이후 전기코일을 위치합니다. 전기코일은 실내 습도가 설정보다 높으면 스위치 온 됩니다.
제어방식에 따라 겨울철 난방 보조역할도 가능하리라고 봅니다.
냉난방 배관은 브라인 사용이 되어야 할것입니다. 냉난방 수가 환기유닛의 코일까지 흘러야 하기에 브라인은 필수로 보여집니다.
샤워용수등 급탕온공기열 히트펌프를 사용하고 태양열이 혹시 혼용된다면 버퍼탱크 부하를 많이 줄입니다.

공기열 히트펌프 1대로 여름철 냉방,급탕. 또 겨울철 난방, 급탕, 또 여름철 환기 유닛의 제습코일까지 열원으로 사용할것입니다.

건축과 기계분야의 하모니가 중요한 시점인거 같습니다.  사실 이런 복사냉난방을 이태리에서 처음 봤습니다. 제습의 방식은 위와는 좀 달랐지만
상당히 재밌었습니다. 미국 냉난방은 이와는 또 다릅니다. 바닥 공조의 개념이 없죠. 대신 독일은 바닥 난방은 한국과 같습니다.
바닥냉난방은 이태리 북부에서 접했었고요.

두서없이 적은 글이지만 패시브 하우스의 기술발전과 저희 같은 공조 분야와의 조화도 앞으로 많이 기대해봅니다.
 또한 좋은 자료 여러모로 감사드립니다.

일요일 저녁, 티비보면서 쓰다보니 진짜 두서없습니다. 다음에 이 분야도 같이 논할 기회가 있었으면 합니다.