설계/시공관련 질문

큰 거실 공간 냉난방 제습 문의 드립니다

1 TonyG 10 4,350 2017.07.21 15:18

안녕하십니까. 날씨가 무더워지니 패시브에 대한 바램이 더욱 생기는 것 같습니다. 생각보다 집설계는 더디게 진행되고 있고, 주요 원인은 설계사가 아니라 우리 부부가 자주 평면 구성을 바꾸어 달라고 해서인 것 같습니다.

 

앞으로 무언가 바뀌더라도, 거실 volume은 여기 40평형대 표준주택(?) 같이 2층 천정 끝까지 개방된 큰 공간이 됩니다. 그래서 냉난방을 고민하고 있는 중입니다. 더불어 점점 고약해지는 기후 문제로 제습도 어떻게 할지 고민입니다.

 

일본 기후 역시 고온 다습한 지역이라 어떻게 고민하는지 살펴 보니, 아래 사진 처럼 "제습 복사 냉난방"이라는 방식을 개발하여 적용하고 있는 것 같습니다.  

 

개인이 파이프를 구부려 만든 것도 있고, 라디에이터와 히트펌프의 조합으로 제품화된 것도 있더군요. 이러한 시스템을 큰 공간에 사용할 경우 높이에 따른 온도차도 줄어 들 듯 하고, 제습도 찬 냉각수를 이용하여 어느 정도 가능할 것으로 보입니다.

 

일단 우리나라엔 없는 듯 하니 가성비를 떠나서, 이러한 복사 냉방 시스템이 우리나라에서도, 기존 대류식 냉방 방식을 완벽히 대체할 수 있는 정도까지 되는지 궁금합니다. 

Comments

1 홍도영 2017.07.21 17:45
우리나라나 일본처럼 여름에 실내의 습도가 높은 기후에서는 이런 식의 노출형은 불가하다고 개인적으로 봅니다. 문제가 되는 결로수를 줄이고자 노점온도 이상으로 올리면 설비의 효율이 떨어지고 다른 방법으로 유입공기를 제습해서 실내로 공급해야 이런 시설의 원래의 기대치 성능을 발휘할 수가 있겠지요.
더불어 기밀하고 단열이 수준이상이고 차양장치가 필수적인 요소가 된다는 의미가 되기도 합니다.

아니면 그 많은 결로수가 발생하더라도 그게 문제가 되지 않는다고 보시면.....또 그런게 문제되지 않을 수도 있구요. 일단 발생되는 결로수 처리를 깜끔하게만 한다면.....
지하주차장은 제습으로 좋은 방법으로 보이기는 합니다.
큰 냉방코일이겠죠, 눈에 보이는...
G 김태원 2017.07.21 19:51
사진에서도 보이듯이 무조건 결로가 생기는 구조라서 재미있게 살펴 보았습니다. 감사합니다.
2 ifree 2017.07.21 21:16
일본친구들이 재밋는 시도를 많이하는군요.
몇가지 정도 생각해봅니다.

1. 가습기 살균재에서 발생했던 동일한 문제에 직면하게 됩니다. 습기와 적절한 온도는 세균을 동반합니다. 제균을 어찌할건지 솔류션이 고려되야죠.

2. 역시 같은 문제지만 복사냉방형 에어컨에서 발생하고 있는 냄새문제 우려가 있습니다.
세균과 조류 번식을 억제 못해서 생긴 문제죠.
주방 계수대 청소 3일만 안해도 시커멓게 곰팡이로 덮히죠.

3. 유지관리 문제가 있습니다. 설치하고 사진 찍을 땐 건사해 보여도 습기는 오염을 동반합니다. 걸레들고 청소할 땐 괴로울 것 같습니다.
사례가 없어니 사람을 불러서 해도 시장가격이 없어니 가격을 예측할 수도 유지될 수도 없습니다.

4. 보기에는 제법 커 보여도 열교환 표면적은 일반 에어콘 코일과 큰 차이 없어 보입니다.
덩치만 컸지 표면적은 얼마 않되는 것 같습니다.
효율이 높을 수 없죠.
1 TonyG 2017.07.21 22:31
일본의 경우 냉난방을 모두 전기로 할 경우 히트 펌프를 사용하니 라디에이터로 냉수 온수까지 흘리는 방안을 생각한 것 같습니다.
1 패시브아파트 2017.07.21 22:34
그 뭐더라. 실내 폭포 같은 거 있잖아요. 그런 컨셉인 것 같습니다.
2 ifree 2017.07.21 22:48
실내폭포와는 조금 달리봐야 한다고 보는데요.
실내폭포도 직접수 오염과 세균 문제는 있지만 근본적으로 히터발란스 구조가 다르죠.
냉방 기작에 의한 냉방,제습 원리를 이용하는 쿨링 시스템에서 가장 많은 에너지 손실이 일어나는 요소는  제거된 습기가 차갑게 냉각된 상태로 계외로 배출되는 것입니다.
비유하자면 마치 난방 보일러에서 굴뚝으로 뜨거운 공기가 나가면서 에너지가 낭비되는 것과 같습니다.
근데 실내 폭포수는 냉각된 응축수가 계외로 폐기되지 않고 재순환하기 때문에 이에 의한 에너지 손실이 방지됩니다.
어느정도는요.
폭포수 표면은 포화수증기압 직전 상태를 형성할 것이므로 상대적으로 높은 온도에서도 노점형성이 유도될 걸로 짐작되고요.
냉각 코일 효율을 떨어뜨리는 분극현상(물로 코일이 코팅 됨으로 해서 열교환 효율이 떨어지는 현상)도 일어나지 않죠.
이런 복합적 이유로 나타나는 가장 큰 차이는 현열과 잠열처리 비율이 아닌가 싶습니다.
이 비율이 냉방코일은 보통 3:2정도입니다.
제습 2를 수행하기 위해서는 현열 3을 처리해야만 하는거죠.
근데, 실내폭포는 그걸 반대로 즉 2:3으로 바꿀 수 있습니다.
실내온도 드롭을 최소화하면서 제습을 수행합니다.
현열부하를 극도로 낮춘 패시브에 맞춤이 될 수 있다고 봅니다.
그런 매력이 있기 때문에 여전히 패시브에 유용한 냉방제습 장치로 연구가 필요하다는 견해입니다.
뭐랄까요?  콘덴싱제습기?
이런 이유로 순환펌프를 고려한다고 해도 원리상으로는 5~10% 정도는 일반 에어컨에 비해 에너지효율이 높지 않을까 싶습니다.
4 HVAC 2017.07.22 11:12
여러분들 글중에 시간상 아이프리님 마지막 글 효율성에 동의하면서 잠시 떠들어볼께요.
제습이던 냉방이던 일반은ㄴ 중요한건 표면의 노점입니다. 우리가 보는 흔한 에어컨도 실내기 코일에는 노점 이 있고
이 노점이하로 열원 (냉매던 냉수던) 흘려줘야 이 노점 이하에선 절대습도가 제거되는 거겠죠.
사진은 흥미는 있으나 막대기처럼 생긴 판의 모든 면적이 조그마한 실내기의 알루미늄 핀 면적의 합보단 작을 겁니다.
즉 Q=K*A*dT 란 열전달 식에서 dT는 큰 차이가 없으나 표면적 A가 능력에 비해 작아 효율이 저하될수 밖에 없고,
또하나는 강제대류가 아닌 자연환기에 의해 공기를 흘려줘서 기기를 지나면서 제습이 되는 원리인데
꽝일수 밖에 없겠죠..
따라서 여름철 제습의 목적만으론 그닦일것 같고요,
기기로  온수를 흘릴경우는 라지에이터와 비슷한 역할을 하겠지만 복사에너지는 T^4 에 비례하고
역시나 자연환기에 의한 대류뿐이라서 온수나 스팀의 온도가 확 높지 않아선 효율이 사이즈대비해선 추천이 어렵습니다.

그래서 팬코일을 많이 쓸수밖에요.
4 HVAC 2017.07.22 13:50
비슷한 장치로는 패시브 칠드빔이 비슷할 것 같네요.
자료와 스펙좀 자세히 볼수 있을까요?
앞서 팬코일보단 떨어질거라했지만 스펙을 보면 좀 상세히 볼수 있을것 같습니다.

저도 관심가는 장치이기도 합니다. 환기장치를 dedicated outdise air system 으로 잡으면 외기부하는 어느정도 커버되지만 피크시 잠열 부하를 감당할수 있는 간편한 장치를 고민중이였습니다. 팬코일외에는 진정 없을까?? 는.
1 TonyG 2017.07.22 14:23
상기 사진 상의 제품은

http://www.sunwealth.co.jp/thermo/m/index.html#page=1

에 상세 사양이 나와 있습니다.
1 패시브박 2017.07.22 18:18
사진에 나와있는 것들(방열기/코일)은 전부 자연대류를 이용한 냉각장치들인데, 효용성은
그리 높을것 같지 않네요. 복사냉각 효과는 아주 미미할 것 같으며 제한된 곳에 국부적으로
사용할 수는 있겠으나 그 효과 역시 그리 크지는 않을 듯 합니다.
패시브하우스처럼 최소 에너지만을 소비하는 건물의 경우는 어느정도 효과가 있겠으나
윗분들이 언급한 것과 같이 결로에 따른 위생문제가 야기될 수 있으며, 저렇게 측면에
설치하면 공기 밀도차에 의한 자연대류가 제대로 이루어지기 어려울 듯 합니다. 만약
저것을 설치한다면 천장에 설치해야겠죠.
그렇게 되면 위의 HVAC님이 언급하신 칠드빔이 되는 것이죠. 칠드빔은 천장에 설치되어
칠드빔에서 냉각된 공기가 밀도차에 의해 하부로 내려가고 온도가 상승된 공기는 부력에
의해 상승하여 칠드빔으로 다시 유입되어 실내 공기를 냉각하는 방식입니다. 이 또한
자연대류 방식이 주로 이용되기 때문에 천장 대부분의 면적에 설치해야 냉방이 가능합니다.
하지만 제습기능은 전혀 없기 때문에 별도의 기기로 제습을 해줘야 합니다. 질드빔이
제습을 한다면 재앙이 되겠네요..

복사냉각을 하려면 전열면적이 상당히 커지기 때문에 일반적으로 바닥이나 벽체 면적을
활용한 구체 축냉 방식을 적용하거나 천장에 복사 패널을  설치하여 실내 부하를 제거합니다.

그리고 일반 주택에서 잠열이 2이고 현열이 3의 비율이라면..., SHF가 60%인데 실내에서
곰국을 끓이고 안방/공용 샤워실에서 온수샤워를 하며 온가족이 빨레를 실내에서 건조시키고
있다면 순간적으로 가능할 비율이 아닐까 생각됩니다..