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ERV 의 열교환 소자외..

1 돌사내 15 3,516 2019.04.29 11:20

안녕하세요.

척박한 환경에 쉽지 않을터인데 좋은 기관을 운영하심에 항상 응원을 드립니다.

몇년전 집짓기 전 몇번 통화드리고 아마 여기에 글은 처음 올리는것 같아요.

반갑습니다.^^

저는 이미 패시브 하우스를 짓고 살고 있지만 아직도 열심히 공부하고 있습니다.

요즘은 환기장치에 대해 공부하고 있는데요..

마침 얼마전 준공 2년차 저희집에 환기장치를 청소차 열어 보았는데 필터는 그렇다 치고

모터가 부식이 되어서 아직 AS 기간이 남아있기에 제조사에서 환불처리를 한다고 하네요.

그래서 환기장치를 교체해야 하니 좀더 적극적으로 그동안 살짝 등한시 해왔던 환기장치 관련 정보를 여기저기 들쳐 보고 있던중 궁금한점 몇가지 여쭙고자 합니다.

 

제가 알기로는 로터리형의 열교환 원리는 열교환소자가 원반형으로되어 있어 입기와 배기를  번갈아 돌면서 배기에 면해 있을때는 열을 흡수하고 입기에 면해 있을때는 받은 열을 인입해 주는 방식으로 알고 있습니다.

또한 판형에서는 사각의 박스형의 입기와 배기가 분리된 겹쳐진 여러개의 판에 난 홀을 따라 서로 엇갈리며 열이 교환되는 것으로 알고 있습니다.

 

1. 위 내용이 일단 맞는것인지 확인 부탁드립니다.

 

2.원리에 대한 질문입니다. - 일반적으로 가정에서 사용하는 용량이 보통 250CMH 라고 보았을때 공기가 상당한 속도로 들어 오고 나갈 텐테요. 로터리형이나 판형이나 열교환 소자에 외부공기가 들어와서 정말 빠른 속도로 지나가 버릴텐데 그 짧은 순간에 열이 그 좁은 공간에서 어떻게 교체가 될수 있는지 의문입니다. 열이 교체되기도 전에 그 공간을 지나서 실내로 들어오리라 생각되거든요. 물론 판형의 경우, 공기가 지나가는 공간이 세분화 되고 갈라져서 공기의 양이 교환소자의 벽에 닿는 면적이 비교적 많아 가능할수도 있다고 생각도 들지만, 로터리형 같은 경우는 거의 손가락 한개 굵기의 열교환 소자로 난 공기길에 닿는 면적도 그렇고 회전하고 있으니 공기가 머물시간도 없고.. 하니 도저히 이해가 안갑니다. 참고로 저희집은 판형입니다. 

 

3. ERV 의 열교환 소자의 소재는 정확히 무었인지요?

 외국의 HRV 의 열교환부를 보면 알미늄으로 많이 만들었던데요. 물론 이는 내구성과 열전도율을 고려한 소재를 사용해서 제작을 한거 겠죠.   

 ERV는 열뿐 아니라 습기도 회수한다고 알고 있습니다. 저희 집의 환기장치에는 종이처럼 생긴 열교환 소자가 들어 있던데요. 그렇다면 ERV라는 얘기인데. 상식적으로 종이및 플라스틱류는 열전도율이 엄청 낮은것으로 알고 있습니다. 그렇다면 저희 집에 있는 습기는 교환시킬수 있어도 어떻게 열을 교환시킬수 있을까요? 참고로 저희집은 한여름 한겨울 하루종일 딱 1도씩만 올라가고 내려갑니다. 제대로 열교환기가 작동을 하고 있다는 증거겠죠? 이해가 안갑니다. 분명 이런 소재의 열교환 소자로는 열이 많이 빼앗길텐데요.. 아니면  이 소자는 열을 전도하는 특수 소재로 만들었는지도.. 외국의 경우 ERV도 물에 세척할수 있게 되어 있던데요.. 저희 집의 제품은 절대 물에 담그지마라고 되어 있습니다.

 

4. 저희 집 제품의 모터가 부식된 이유는 장치내에서 특히 겨울에 찬공기와 더운공기가 교차하면서 결로가 발생해서 산화가되었기 때문이라고 생각되는데요.. 프리히터 기능이라는것이 있는것으로 알고 있습니다.  제가 알기로는 장치로 들어오기전에 덕트에 부착하는 일종의 led벌브 같은것 인지요? 아니면 제품에 아예 부착이 되어 나오는지요?

 

5. 우리나라에서 열교환소자나 열회수환기 장치를 전문적으로 제작하는 업체가 있는지요?

6. 해외에서 직구로 열교환기를 구입할경우 특히 미국은 110볼트의 제품으로 출하되는데 여기서 트랜스를 써서 사용해도 상관이 없을지요?

 한꺼번에 너무 많은 질문드려 죄송합니다.

 준비되는대로 좋은 정보 부탁드립니다.

 감사합니다.^^

Comments

M 관리자 2019.04.29 13:21
1. 맞습니다.
2. 환형은 그래서 휠이 빠르게 돌아갑니다. (열교환이 된다는 것은 열교환효율시험으로 이미 증명이 됩니다.)
3. 현열교환은 알루미늄와 폴리스틸렌이 많고, 전열교환은 펄프소재입니다.
4. led 는 아니고, 히팅코일(전기방식)입니다. 외장형(블라우베르그, 젠더)도 있고, , 내장형(레퓨로)도 있습니다.
5. 열교환소자를 만드는 곳은 없습니다. 열교환기를 만드는 회사는 너무 많아 탈입니다. (그닥 전문적이지 않은 곳이 대부분인 것이 현실입니다.)
6. Hz 만 확인하시면 됩니다. 전압은 트랜스로 바꾸셔도 상관없습니다.
G 정광호 2019.04.29 13:31
1. 네. 맞습니다.

2. 250CMH는 분당 대충 4.2M^3정도의 부피입니다. 이를 초단위로 나누면  0.07M^3의 부피입니다.
로터리타입과 판형 둘다 표면적을 극대화한 구조로 단위면적당 유속은 매우느려지기에 열교환이 충분히 가능합니다.

3. ERV 의 열교환 소자의 소재는 알루미늄, 종이, 부직포 등에 종류에 따라 여러가지 코팅제가 입혀져있습니다.(실리카겔, 모레큘레스, 리튬클로라이드, 고분자소재, 마그네슘 등등이 있으며 로터리 타입, 판형타입, 전열 혹은 현열 혹은 제습 등 사용목적과 사용환경에 따라 달라집니다.)
로터리 타입에는 그러한 흡열 및 흡습제가 코팅되어져 있는 전열타입과 흡습이 안되고 열만 이동시키는 현열타입이 있습니다.
판형도 마찬가지로 상대습도에 따라 습도가 전이되는 전열타입과 습도전이가 안되는 현열타입으로 나눠집니다. 판형에서 전열타입은 투습지라고 보시면 이해가 쉬우실 것 같아요.
 종이로 만들더라도 열교환이 가능한 것은 쉽게 생각하시면 종이가 매우 얇습니다. 그리고 유속이 매우 느리구요. 겨울에 종이로 만든 옷을 입고 나간다고 생각해보셔요. 춥습니다. ㅎㅎㅎ
열교환은 동 혹은 알루미늄 등이 효율적이지만 비싸집니다. 그리고 알루미늄으로는 판형타입의 전열교환기 제작이 불가능합니다. 그런 기능상의 문제와 비용상의 문제로 여러 소재를 사용합니다. 물로 씻어도 된다 안된다는 어떠한 소재에 어떠한 기능성코팅이 들어갔느냐에 따라 달라집니다.
몇몇 기능성 코팅제들은 물에 노출시 그 기능을 상실하기도 합니다.( 예를들면 실리카겔을 물에 넣으면 톡톡 튀자나요. 그렇게 기능성 코팅의 분자구조가 깨지거나 종이의 경우 형태자체가 망가지기도 합니다.)

4. 프리히터는 전기히터기라고 생각하시면 됩니다. 외기가 낮을 경우 결로로 인해 열교환소자에 결빙이 생길 수 있으며 이로 인해 막히는 경우까지 생길 수 있습니다. OA의 온도에 따라 작동여부가 결정되며 제품에 따라 내장되어 있기도하고 외부에 추가로 장착하기도 합니다.

5. 있습니다. 검색해보시면 많이 나올꺼에요.^^:
6. 변압기를 사용하시면 전력손실이 생기며 주파수에 차이가 있을 수도 있으나 그렇게 예민한 장치가 아니라서 쓰셔도 별 무리는 없을 것 같습니다. 굳이 110V용을 사서 쓰시는 것보다는 220V 60Hz로 사용가능한 유럽제품을 고려해보셔요.
G 정광호 2019.04.29 13:36
앗.. 작성중에 벌써 관리자님이 답을 다셨네요. 제껀 참고만 부탁드려요~
1 돌사내 2019.04.29 22:01
와우~ 두분 정말 감사드립니다. ^^
2- 그렇군요. 제가 분당, 초당 공기흐름 양을 계산해 보지도 않고 모터 돌아가는 소리만 듣고
  무조건 엄청 많은 양이라고만 생각했습니다. 초당 0.07M^3 이면 7cm^3이 되겠네요. 한주먹
  정도네요. 그렇담 가능하죠ㅎ. 그런데 모터돌아가는 소리를 들어보면 그것 훨씬 많은 양일것 같
  은데. 덕트가150 파이인데 그런정도의 소리가 나면 최소한 선풍기 1단 이상은 될텐데.. 1초에 한 
  주먹이면 사람이 입김으로 한번 후~ 불 정도 아닌가요? 모터가 그정도 불어넣기 위해선 정말 부
  드럽게 살짝 몇 바퀴만 돌면 되지 않을런지요? 혹시 그렇게 모터가 열심히 돌아가야하는 이유가 
  뭔지요?
3- 제가 유튜브 영상으로 파악한 결과는 ERV는 열과 습기를 HRV는 열만 교환하고 그이유는 core
  (교환소자)의 소재 때문인것 같던데요. 외국에선 종이로만 만드는것은 거의 없는것 같던데요. 당
  연히 ERV가 HRV 보다 비싸고 비싼 이유는 ERV 와 HRV 둘다 core를 메탈로 만들면서 ERV에는 메
  탈로 만들고 그 위에 또 고분자 패브릭 같은것으로 접붙히는것 같던데요..  위에서 말씀하신 코팅
  제들은 현재 용도별로 구분 사용하면서 제조하고 있는것인지 아니면 이전에는 그런식으로 하다
  가 현재에는 한가지 정도로 정착이 된것인지 궁금합니다. 아래 영상에서 알루미늄인지는 모르겠
  지만 고분자 패브릭 같은것과 조합해서 판형 코어를 만드는것 같던데요..   
  https://youtu.be/Bq6l7MNACUM
5. 제가 아직 덜 알아봐서 그런지 몰라도 한국에서 제조하는 대부분의 열회수 환기장치에 들어가 
  는 열교환 소자 (영어로는 core라고 하더군요)를 전문 제조하는 DY 공조 (이니셜만 넣습니다. 혹
  시 오픈해도 된다면 말씀해 주시구요) 임원에게 문의한 결과 코어는 거의 자기네 이외에는 만드
  는 회사가 없고 자기네도 메탈을 사용하지 않고 수요가 없기도 하고 현장의 시공사의 물량과 단
  가에 맞추다 보니 그냥 종이로 만들어서 각 업체에 제공을 한다고 합니다. 대한민국에선 메탈을
  이용해서 코어를 만드는 회사는 없다고 합니다. 더우기 열회수환기 장치 자체를 제조하는 회사도
  몇 안된다고 하구요. 제가 검색 해봐도 몇 안되는것 같아요. 혹시 괜찮은 국내 회사와 제품이 있다
  면 알려주시기 부탁드립니다. 
6.관리자님이 말씀하시는 Hz을 확인하라는것은 어떤것인지..

  다시한번 감사드립니다.^^
M 관리자 2019.04.29 22:36
2. 0.07M^3 = 70,000cm^3 입니다.
3. HRV(현열교환) 의 코어는 알루미늄과 폴리스틸렌이 많고, ERV(전열교환)의 코어는 펄프(종이)소재가 대부분입니다.
링크의 동영상은 이 두 가지의 장점만을 합쳤다고 주장하는 제품인데요.. (열교환은 알루미늄으로 습기 교환은 펄프로) 장점만을 합친 것인지는 잘 모르겠습니다.
5. 우리나라에도 있다는 것은 처음 알았습니다. 열회수환기장치를 만드는 회사는 말씀드린 바와 같이 너무 많아서 탈입니다. 검색으로 잘 보이지 않는 것은 B2C 시장이 형성되지 않아서 입니다. 거의 모든 회사가 공동주택과 교육시설 입찰용으로 만들기 때문입니다.
6. 주파수입니다.
G 정광호 2019.04.30 00:27
코팅에 대한 것은 제습로터관련된 여러 회사의 제품을 찾다가 알게된 내용들입니다. 그 원료에 대한 비율 등은 물리적결합에 대한 강도 그리고 내구성 등 제조에 관련된 것으로 오픈되어져 있지 않습니다.
개인적으로 구입이 가능한지는 모르겠습니다만 협회의 공동구매 제품을 추천드립니다.
1 돌사내 2019.04.30 10:31
기동성 있는 답변 정말 감사드립니다. ^^

2. 0.07미터 세제곱은 당연히 센치로 환산하면 곱하기 100이니 7센치미터 세제곱이 되지 않는지요?  7만센치 미터 세제곱이 이해가 잘 안갑니다. ㅠ

3. '현열'이라는 표현과 '전열'이라는 표현은 어떤 뜻인지요? 처음들어 봅니다.
  언제부터  어디서 유래한 용어인지 궁금하네요. 저는 단지 HRV ; Heat Recovery
  Ventilator 의 이니셜로 열만 교환되고, ERV ; Energy 또는 Enthalpy Recovery
  Ventilator 의 약자로 열과 습기 (latent라고 표현하더군요)도 교환될수 있는것으로
  알고 있었습니다.  링크의 동영상에선 단지 판형 ERV 열교환 소자 
  를 만드는 공정만을 볼수 있는것 같은데요. 상식적으로 열과 습기를 같이
  전달하려면 저렇게 열전도율이 좋은 메탈과 습기를 전달할수 있는 고분자 합성섬유
  의 조합형태가 되어야 하는것이 당연한것 같습니다. 정석인거죠. 그래서 해외에선
  HRV보다 ERV 가 비싼거구요. 현재 우리나라에서 제조하는 방식 으로 그저 펄프로
  모양새만 같은 열교환소재를 만드는것 자체는 습기전달은 어떨지 몰라도
  열교환이 물론 있긴 하겠지만 효율은 크게 떨어질것으로 판단됩니다.
  당연히 내구성도 떨어질테구요. 습기가 왔다갔다 하면 분명 산화되고 썩어서
  몇년안에 교체해야 할텐데 소자만 쉽게 구매할수 있는 시장 시스템도 없고..
  어째튼 현재의 일반 펄프소자 (그냥 아무 기술적 처리가 되지 않는다고 하더군요.
  그냥 종이 공장에서 좀 튼튼한 종이 사다가 잘라서 만든다고 하네요ㅜ)로는 전열교환
  기 흉내만 낸거라고 할수 밖에 없을것 같습니다. 이 국내산 소자의 효율과 관련 좀더
  정확한 검증이 필요할것 같습니다만..
  이런 형식의 국내산 열교환환기장치를 테스트 하는 기관이나 업체가 있나요? 
  주제 넘는 질문에 죄송한 마음이지만 어짜피 여기는 이런 문제들을 꺼집어 내어
  토론하고 해결책을 강구해서 더 좋은 방향으로 선도하고자 하실것 같아서 실례를
  무릅쓰고 있습니다. ㅜ
 
5.2006년 부터 100세대 이상의 공동 주택에 법적으로 들어가야하는 환기장치에
  들어가는 소자가 현재 우리나라 제조업체들에서 사용하는것과 같은것으로 알고 있습
  니다. 협회의 공동구매 제품은 어떤것인지요? 국내산인지요? 안내좀 부탁드립니다.

감사합니다.
M 관리자 2019.04.30 11:03
2. 단위환산을 어떻게 설명드려야 할지 모르겠으나.. 세제곱미터이므로 100 x 100 x 100 cm = 1,000,000cm3 = 1m3 이라는 것으로 갈음하겠습니다.

3. 질문의 목적을 이해하지 못했습니다. 제품을 개발하시려는 것인지, 논문을 쓰시려 하시는지, 수입을 하시려는지를 알려 주시면 좀 더 명확한 답변이 가능하겠습니다.

5. 협회공동구매 제품은 아래 링크에 있습니다.
http://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z5_01&wr_id=3048&page=2
1 돌사내 2019.04.30 21:30
2. 입방미터 단위가 혼동되네요.ㅜ 0.07미터 세제곱은 70리터로 나오네요. 그렇다면 우리가 통상
  마시는 2리터 짜리 35개 분량의 찬공기가 1초에 열교환 소자를 통과해서 덥혀진다는
  결론인가요?

3. 죄송합니다. 내용이 장황하고 제가 하고 싶은 말을 두서없이 한것 같네요. ㅜ
  솔직히 말씀드리면 제가 원래 패시브 하우스에 관심이 많아 몇년에 걸쳐 공부도 해가며 집도
  지었구요. 너무 고생하면서 했던지라 저의 경험을 그냥 집 하나의 결과물로만 남기기가 아까워
  서 요즘은 패시브 하우스를 직영하면서 가졌던 경험을 텍스트로 정리를 하던중에 말씀드린대로
  마침 환기장치를 바꿔야 하는데 제대로 알고 정리를 하는것이 맞는것 같아서 좀 꼬치꼬치 문의
  드리고 있었습니다. 국내 실태도 제대로 파악하고 싶었구요. 실제로 우선 국산을 살것인가
  수입산을 살것인가를 고민하며 열교환소자의 원리와 효율관련 의구심이 들어 코어관련 국내 실
  태를 조사 하던중입니다.
  그리고 이것 저것 국내의 정보와 해외의 정보를 비교하다보니 물론 제가 몰라서 그렇겠지만
  용어자체가 생소하고 혼동되어서 문의 드렸던 것입니다. 이해해 주시고 그냥 아시는 대로
  말씀해주시면 감사하겠습니다.

3-1.다시 질문입니다. - '현열교환'과 '전열교환'은 어떻게 쓰이게 된 의미인지요? 
  패시브하우스의 허파는 바로 이 열회수 환기장치의 코어라고 판단이 되는데요.
  주시는 정보로 미루어 보고 제가 업체에 문의한 결과 국내엔 아직 코어를 만드는 전문회사도
  없는데 열회수환기 장치 만드는 회사는 많다고 하시니 또한 혼동됩니다.
3-2.또 질문입니다. - '열회수 환기장치를 제조하는 한국의 업체중 가장 규모가 큰곳 3군데의
 업체명  좀  알수 있을런지요? 그리고 이 제품들의 효율을 검증하는 기관이나 업체가 있으면 또한
  부탁 드립니다. 저는 여기 패시브건축협회 에서 하는줄 알았습니다. ㅜ

5. 협회에서도 독일제를 수입하시는군요. ㅎ 공구기간은 이미 끝나 버렸고 현재 저희 집엔
  국내제품이 들어가 있는데 공조실이 너무 좁아 현재 가지고 있는 사이즈보다 많이
  큰것은 덕트를 잘라내던 걷어내던 해야 하니 맞는것이 없네요. ㅜ 혹시 다시
  공구기회가 있다 570x750x250 정도의 사이즈 제품이 있다면 좋겠습니다만..

다시한번 감사 드립니다.
M 관리자 2019.04.30 21:59
2. 열교환소자의 면적이 있으므로, 충분히 가능한 양입니다.
3. 전열과 현열 등의 용어, 그리고, 환기장치 회사 등은 더 찾아 보시고, 여기서는 좀 더 구제척인 질문을 주시는 것이 좋겠습니다.
3-1. 엔진을 만들 능력이 없어도 자동차를 생산할 수 있습니다. 모든 기기가 이와 별반 다르지 않는 것 같습니다.
3-2. 크다는 의미가, 매출액 기준인지 모르겠으나, 저희도 알지 못합니다. 효율검증은 환기장치의 효율 시험성적서를 한 두개 받아 보시면, 해당 성적서를 발행한 기관을 아실 수 있으실 것 같습니다.
1 돌사내 2019.05.01 09:41
기동성 있고 성실한 답변 거듭 감사드립니다.
또 좋은 소재로 찾아뵙겠습니다.^^
멋진 하루 되세요~~
M 관리자 2019.05.01 13:24
시간을 아끼게 해 주셔서 감사합니다.
현열. 전열은 구글 검색하시면 바로 나올 거구요.

환기장치 회사는 구글에서 "열회수형환기장치"로 검색하시면 첫 페이지에 보이는 회사들이 모두 굵직 굵직한 회사들이에요. 제가 매출 순위는 알지 못하나 그 회사들 중 한 두 군데 컨택 해 보시면 아마 필요한 정보는 얻으실 수 있을 것 같습니다.
1 돌사내 2019.05.03 11:47
네 '현열' '전열' 확인했습니다.
단어가 주는 상식적 이미지때문에 일반인들에겐 혼동의 여지가 없지 않아 보입니다. 
'열교환소자'라는 말도 그렇듯이요. 저는 처음에 '소자'라는 단어의 이미지 때문에
상당히 공학적이고 화학적인 반응이 일어나는 부분인줄 알았습니다.ㅜ
알고보니 그냥 공기가 엇갈려 지나가는 통로인데요..
그냥 '열교환부' 라고 했으면 더욱 이해가 빨랐었을텐데요.ㅜ

구글 검색후 몇군데 연락해서 좋은 정보 많이 얻었습니다.
다시한번 감사드립니다. ^^
M 관리자 2019.05.03 13:01
소자는 아마도 일본어를 그냥 들여와서 그랬을 것 같습니다.
4 HVAC 2019.05.04 11:58
전열 중 로타리와 고정식 소재로 나뉘고, 이 고정식의 재질은 말씀대로 저렴한 펄프 재질이 많이 쌉니다.
15만원 제품의 열교환기가 10만원을 쓸리가 없겠죠.
현열은 거의 고정식이고 열만 교환되니, 재질은 펄프 일리는 없죠. 전열로 가장 많이 쓰이는 펄프는 종이이고 종이는 삼투압으로 습기가 전달되죠.  그러니 중간에 언급된 한쪽에 곰팡이가 다른 쪽으로 전달전달이 되기 쉽다는 단점은 쉽게 예상되어지고 사실 이런 제품이 많긴 하죠.
따라서 전열은 이런 문제을 안고 있는것 맞죠.

또 큰차이가 결로의 문제인데, 현열은 결로가 실내->배기에서만 생깁니다. 전열은 계절에 따라 이 쪽 저쪽 다 생길수 있죠. 특히 한국의 환기장치는 겨울철 결로가 환기장치에서 많이 생깁니다. 거의 전열 비스무레한 제품으로 설치하다 보니 겨울 결로가 실내와 조건이 맞으면 심한 경우가 있죠.

한국의 기후는 아주 극단적입니다. 여름 고온 다습에 겨울은 건고하고 저온의 악조건입니다. 또 중간에 미세먼지까지 연중있는 드문조건은 분명합니다.

위 말씀중 메탈을 업체에선 사용하지 않고 종이로 만든다고 했다는데, 이 건 메탈이 비싸서입니다.
메탈 알루미늄은 열교환기중에선 제일 고급이고 제일 비쌉니다. 그리고 다 유럽산들입니다.
종이가 제일 저가 입니다. 종이 접어서 본드로 가내수공업으로 만드는데 비쌀 이유가 없는거죠.