공조...

기분 좋은 토요일 오후입니다.
창밖의 햇빛은 너무 상쾌한 토요일...  비록 밖은 영하 10도이지만도요.

환기유닛에 대해 좀 떠들어볼까 합니다.
제가 협회를 알게 된게 작년 5월경이고 패시브주택의 환기유닛에 대한 강의를 작년 실무자교육때 처음 들었습니다.
물론 공기조화에서 환기란 항목은 빠질수 없는 것이지만도 패시브주택의 환기는 유달리 중요하기에 참 특이하네라는
생각을 하면서...

많은 분들이 공기조화 줄여서 공조를 말씀하십니다... 요즘 현빈이 주연한 공조 란 제목의 영화가 있긴 하건만 이 공조와는 좀 다릅니다.
한자가 틀립니다.. 아시겠지만.

아무튼 이 공기조화 줄여서 공조는 실내 공간의 온도 습도 공기질을 종합적으로 관리 제어함을 그 범위로 합니다.
그런 의미로 여러분들이 패시브 하우스에서 접하는 환기유닛은 공조기는 아닙니다. 온도를 제어하는 메카니즘이 없습니다.
전열이나 현열 교환기가 온도 조절을 한다고 하실 분이 계시겠지만 이건 정확히는 폐열 회수 환기장치로 명칭되어 있고
버리는 열을 좀 쓰자라는게 기본 생각입니다.
공기조화기 줄여서 공조기는 내부에 온도 (현열과 잠열) 을 큰트롤할수 있는 열원이 있고 이를 송풍기와 결합된 장치로 정의됩니다.
여기서 한가지 더 나아가서 공기질을 관리하게 됩니다.

먼저 공기질... 영어로는 IAQ (INDOOR AIR QUALITY) 란 분야인데 근래들어 강조되는 분야입니다.
과거에는 공조기에 필터는 주 목적이 코일의 보호가 컸습니다. 마루에 휭하니 서있는 에어컨있으시죠. 그 에어컨도 일종의 공조기 입니다.
송풍기 팬이 있고 내부에 냉매가 팽창하는 코일이 있고 코일전에는 필터가 있습니다.
그래서 과거 건물의 공기질을 얘기할때는 필터를 흔히들 얘기했습니다. 굳히 나누자면 이런 방식을 패시브방식이라고 하고
근래들어 음이온 살균장치이니 해서 엑티브한 장치를 사용한 시스템들이 있죠.

필터는 등급이 있습니다. 그래야 이게 얼마나 작은 미립자를 얼마큼 %로 걸르는지를 알겠죠.
미국의  Ashrae 와 유럽 en 에선 이 등급을 정했습니다. 협회 기술자료에 잘 나와있지만 g2 g4 f7들이 그 등급입니다.
G2 g4는 프리필터급입니다. 프리필터란게 공짜란 free 는 아니고 pre 입니다. 여러 필터를 거친다면 10마이크론이상의 몇 % 포집을 하느냐는
단계로 나눌때 주로 앞에 g가 붙은 필터를 사용합니다. 미국에선 merv 란 단위로 통일했습니다.
환기유닛은 g2 g4는 실내에서 돌아오는 덕트길에 주로 사용됩니다. 이미 실내에 들어온 공기는 청결도가 높다고 보고
조금 성긴 필터를 사용합니다.

외부공기가 들어오는 공기는 f7에서 걸릅니다. G4과 f7은 성능은 대략 열배이상 차이가 납니다.
F7이 아마 조금 큰 시멘트 입자 정도까지 일겁니다.
모든 패시브한 필터는 거름 종이라고 보시면 됩니다. 이 거름도가 높을 수록 걸러 지지만 그만큼 송풍기 바람도 통과하기 어렵습니다.
그예로 환기유닛에 g4를 f7으로 바꿨다면 같은 환기량을 기대하면 절대 않됩니다. 같은 바람량이라면  불행히도 사기란 얘기구요.
헤파 Hepa 필터는 필터 중 최상위 급입니다. 거의 100%에 가까운 포집율 의 성능입니다.
Hepa 필터는 반도체 공장 같은 클린룸 설비에 많이 쓰입니다. 티비보면 나오는 흰 가운 뒤집어쓰고 현미경으로 작업하는 그런 공정에
쓰인단 말씀인데 아주 놀랍게도 우리나라에는 환기유닛에 이 헤파필터를 쓴다고 하네요.. 그런 좋은데 송풍기 전력도 적다고들 합니다.
그래서 나름 결론 내리긴 국내업체의 헤파와 내가 아는 그 헤파는 그 의미가 좀 차이가 있진 않을까하는 생각을 해봤습니다.

헤파뒤집으진다. 의 그 헤파 가 아닐런지...

전에 모임에서 어떤분이 질문하시길.. 국내 모 환기유닛의 필터는 헤파필터입니다. 이정도면 공기질이 어떨까요? 물으시길래
한참 고민했습니다. 헤파면 최상인데 그 유닛의 헤파가 내가 아는 그 헤파일까???

저는 필터의 인증서 (유럽이면 eurovent, 미쿡이면 ahri) 가 없는건 절대 믿질 않습니다.
필터 여재가 어쩌구 하면 십중팔구 이상하다고 보시면 됩니다. 왜냐면 en779 는 필터의 스펙이고 이걸 테스트하는 공인 기관이 유럽은
Eurovent, 미쿡은 ahri 인데 그 테스트 method 를 보면 프레임의 기밀도등을 측정하게 되어 있습니다. 이말인즉
여재 말고 공기압 공기량에 따라 압력강하나 공기풍량 저하도 본다는 의미인 것이죠.. 필터 자체의 인증서가 있어야 된다는거죠!!
(중요)

예전에는 공조기 필터업체가 많았습니다. 외국에서 여재들여와서 대충 해서 좀 싸게 팔던가, 아니면 완제품 수입해서
도면에 필터는 어디것 하면서 필터 한세트 구입하면 공조기 한대값 나오던 시절이 있었습니다. 한 십오년전 쯤 얘깁니다.
암튼 공기질의 패시브한 접근의 근간은 이 필터입니다...

다음 잘 생각 않하시는 분야 중에 엑티브한 방법이 있습니다. 요즘 공기 청정기 광고에서 흔히 보는 방식중,
음이온 발생기가 있습니다. 이온 클라스터 등. 다양하게 말을 붙히는데요. 여긴 좀 불편한 진실이 있습니다.
음이온의 살균효능은 있는건 맞습니다.. 그런데 그 부작용이 있습니다. 일정 밀도 이상 음이온의 농도가 높으면 안됩니다.
연구발표로는 폐 질환을 우려가 있다는 보고가 있습니다. 100% 입증은 안되었습니다. 그래서 미국도 유럽도
이 음이온 장치는 반드시 팬이 작동을 해야만 이온발생이 되도록 안전장치를 두도록 했습니다... 맞는 조치이지요
그래서 유럽 환기장치의 음이온장치는 팬의 작동을 감지한 후 온 되도록 설정됩니다. 예네도 원가 들여가면서
이걸 하고 싶었을까요?? 법이니깐 한거죠.. 국내 기준은 뭘까요??  답은 알아보세요.

또 다른 엑티브한 방식은 자외선 살균입니다. 이 기술은 2차 세계대전때 처음 사용된 이후로...
바뀐게 없네요. 고속도록 휴게실에 식수컵 놓은 식수대 보시죠. 그 식수대 문열면 안에 불이 꺼지고...
기억나시는 그게 자외선 살균 장치입니다.
병원등에 많이 씁니다. 병원균은 병원에 덕트를 타고 여기 저기 다닐수 있습니다. 이런 덕트 중간에 일정한 존에 이런 자외선 램프를
몇십개 달고 순환되는 공기를 살균하게 됩니다..
이게 폼은 아닙니다.
요즘 엄마들은 안하지만 예전 엄마들이 겨울 지나 이불 햇빛에 말리면 그 날은 꿀잠을 자게 됩니다. 곰팡이균 효모, 바이러스 자외선이 최곱니다.
조금 깊히 얘기하면 자외선도 파장이 있습니다.
자외선. 적외선. 빨주노초파남보.  이거 다 아시죠. 자외선은 보라색 파장 위 주파수 영역이 자외선..
적외선 썬탠기 이건 빨간색 스펙트럼 바깥영역..
살균작용은 자외선, 열에너지는 적외선...  이건 중학교 물상 시간에 나오는 얘긴데...
조금 잘난척을 해보면서 계속 하자면 자외선은 그런데 좀 문제가 있습니다.
위에서 식수대가 문열면 꺼지는게 힌트인데, 직접 눈으로 보면 백내장을 일으킨다는 보고가 있습니다.
그래서 직접 눈으로 자외선을 보면 안된답니다.... 그럴일은 없겠지만 가끔씩 용감한 가장들은 드라이브들고
공기청정기 분해하신다고 잘 난척하실때 조심하시라고 말씀드립니다. 참고로 전 기계치라 드라이브만 들어도 사고칩니다.
제일 큰 사고는 드라이버질 하다가 손바닥 찍어서 두바늘 꼬매고 파상풍 주사맞은게 최곱니다.. 길이 15센티 드라이브들고 이런 사고 내긴 쉽진 않죠..

그다음 환기장치의 구성은 열환기와 팬, 그리고 박스. 이게 다입니다.
그래서 만만해보이는 사업이기도 합니다.. 한국에선 공조기는 중소기업품목입니다. 대기업은 진출못하게 법으로 막아두었죠.
그래서 망쳤습니다! 기술이 발전이 맨날 그밥에 그나물... 욕먹을것 같습니다만 할말은 해야겠네요.

대형건물의 환기유닛은 거의 100% 로터리방식입니다. 유럽에선 많이 쓰지 않는 방식인데요. 효율이 높은 대신 기밀이 떨어지고
환절기 바이패스가 않되고 부피가 크고.
국내 가정용 환기는 로터리식이 많이 보이네요. 이것도 작년에 처음 알고 사실 좀 의외였는데요.
주택용 환기에 로터리는 과히 좋은 선택은 아닙니다. 위의 단점에 그대로 노출되는데요.
제일 문제는 기밀도.  로터리 방식은 급기와 환기사이에 커다란 재생휠을 두고 이 휠이 빙글빙글 돌면서 양쪽으론 오는공기 가는 공기가 지나가는 방식입니다. 저도 몇개 협회사 인증주택의 설계를 보면서 다시 느낀지만 주택엔 부엌이 있지요.. 앞서 대형 건물의 식당 배기는 급기와 열교환을 묶지 않습니다.
제일 큰 이유는 냄새와 열교환기내부의 결로 문제가 심각할 수 있습니다.

로터리 사이가 공간이 있습니다. 로터리가 돌아야 되니깐 기밀을 할수가 없습니다.
또 기밀이 않되니 실내의 높은 습도가 차가운 실외공기와 만나게 되고 그곳이 로터리라는게 문제네요. 
얼수도 있습니다. 얼면 로터리 모타가 과열되고 과열되면 고장나고.
로터리가 그나마 효율이 강점이긴 하지만 외산 열교환기 효율은 로터리 아니고도 높습니다. 또 로터리방식은 주택용은 있지도 않고요.
그럼에도 불구하고 협회에선 이 방식을 쓰냐하면, 가격때문이라고 하시더라구요. 서글픈 현실입니다만 맞는 말씀이기도 하고요.

외산은 환기와 열원장치를 결합한 제품이 이미 있습니다. 대기업 oem 환기회사 대표를 뵌적 있는데 이걸 또 어디선가에선 보시고
개발을 하신다는 말씀을 들었습니다
솔직히는 하나라도 잘하세요..  라고 속으로만 했습니다.. 아 좋은 아이디어라고 말씀은 드리면서... 그분이 참치를 사시기에..


열교환기에선 열역학적 분류로는 현열과 전열이 있습니다. 로터리는 굳히 나누면 전열방식입니다.
현열 전열. 좀 복잡한 애긴데요. 현열은 온도만 볼때의 에너지이고 전열은 포화공기내의 수분을 포함할때의 얘깁니다. 수분만을 얘길할땐
잠열이라고 하지요. 혹시나 협회의 부하계산프로그램인 에너지샾을 보시면 냉방 부하에는 두가지 부하가 나옵니다.
현열부하 가 얼마, 또 하난 잠열 부하가 몇kw.. si 단위는 지금은 kw 로 통일됐습니다. Kcal는 잘 안씁니다.
외국 메이커마다 장점인 제품이 있습니다. 어떤 회사는 전열만, 또 다른 회사는 현열만 생산합니다.
자 협회에서 로터리를 울며 겨자먹기로 채택한 이유는 바로 이 습도땜입니다. 한국은 여름엔 실외 습도가 80%, 겨울엔 30%..
이 등락이 굉장히 큽니다. 전열열교환기는 이 습도를 콘트롤해주는 기능이 있습니다. 로터리는 쉽죠.. 한쪽엔 젖은 이불이 180도 돌아 다른 편에선 건조한 공기와 만나 재생되는 그런 단순한 원리인데, 중간 기밀이 심각히 문제가 되는거구요.
그런데 저는 굳히 전열을 쓰지않고 현열에 실내에 제습에너지를 살짝 더해주면 차라리 어떨까 합니다. 전열이 일정 효율 이상 제품은 비싸기도 하고
중요한건 전열 교환기기 시간이 지나면서 포화할수 있는 수분량이 앵꼬가 되거든요.. 이걸 습공기선도 (좀 어렵게 얘기하면 i-x 선도)를 보면 답이 나오는데 한시간 두시간 지나면서
습도가 점점 높아지는 한계가 있더라는 거죠. 아무튼 제 생각엔 전열교환기 만으론 습도 콘트롤은 불가하다는 당연한 생각입니다.
그러면 이 잠열부하의 나머지나 전량은 어디서 잡냐? 고 하실겠죠.. 이건 에어컨이던 제습기가 해야 합니다.
아 이게 뭐 특별한 얘기가 아니라 원래 중앙공조방식의 모든 건물의 습도는 공조기에서 잡습니다. 환기만으론 절대 네버 아니고.
패시브주택의 설비야 보일러, 에어컨, 다음 환기유닛.. (그렇고 페열회수) 이게 다인데 이 환기가 만능이 아니고
다 해주길 바라는게 맞질않는거 아닌거 아닐까나요??       

건축분야 분들이 많은 이곳에선 말조심 해야 합니다.
만일 설비협회같은데선 rc 조 조습으로 습도를 잡겠다. 고 하면 ... 웃긴사람 됩니다.

살짝 다른 얘기이긴 하지만 환기유닛의 덕트가 굳히 급기 배기 다 있을 필요가 있을까 하는 생각이 듭니다.((중요))
사실 이얘기 때문에 시작한 글인데..


배기는 덕트로 가지만 급기는 천정자체가 덕트가 되는건데요. 공조방식 중 하나는 천정과 실링 사이를 그대로 덕트로 사용하는 방식이 있습니다.
이름붙히길 ductless 가압식 이라고 하는데 환기 급기가 전체 건물의 천정에 급기하고 필요한 방에선 취출구 (디퓨져) 로 급기하고 리턴만
덕트로 받아 가능 방식입니다. 급기가 바닥으로 가는 방식도 있고요. 특히 바닥으로 가는 방식은 바닥취출구 공조라고 하고
에너지가 절약되는등 몇가지 장점은 있지만 바닥면이 높아지고 등등 주택엔 과히 권장하긴 어렵고요.
다시 돌아가 천정덕트방식은 제일 문제가 건축물의 기밀이 문제가 되는데 패시브하우스의 기밀이야 원래 좋고
단열 성능도 좋고 (특히 외단열) 하다면 굳히 나쁜점은 없어 보이는데 말이죠...
이 방식의 장점은 덕트공간의 절약, 환기유닛의 축동력 감소, (350m3/h가 250m3/h) 이 될수도 있단 말씀,
또 나중 청소가 아무래도 편하겠죠...  솔직히 지금 환기 유닛 덕트 청소. 이거 쉽지 않습니다.
또 비용때문에 삼겹살집 배기 덕트로 시공된곳도 많고.. 이 런 덕트 솔 넣으면 십중팔구 찢어집니다...
찢어지면 환기고 뭐고 땡입니다. 세금은 무조건 않내는게 좋고 덕트는 무조건 없던지 짧던지 하는게 장땡! 입니다.
설치비용도 떨어지고... 천정안에서 습도도 알아서 떨어지고.. (온도 와 습도는 반대입니다)
왜냐면 조명등 현열 부하가 천정엔 있죠. 많은 분들이 우려하는 습도가 천정을 거치면서 떨어집니다!
이 아이디어 좋다고 특허 변리사비 내실 필요는 없습니다. 이미 쓰는 공조방식입니다! 변리사한테 망신당합니다요.

예전부터 느낀거지만 패시브하우스는 용도는 주택이지만 건축은 아주 큰 대형 구조와 흡사합니다. 기밀도와 단열이 높아
공조설비 분야는 그릴수 있는 그림이 많습니다.  반대로 그냥 주택으로 놓고 생각하면 보일러, 에어컨, 달라고 하니깐 다는 환기. 이러면 끝이기도 하고요.
설비는 외국의 패시브 시스템이 국내와는 매우 다를 수 있습니다. 사실 그대로 수입하면 실패할 확률이 높습니다.
정확히 컨설팅해줄수 있는 곳이 필요하지요. 다행히 협회가 그런 역할을 하긴 하지만요... (아부 아님!!)
아니면 개인별 협회 포인트를 환기유닛 f7 필터으로 바꿔 주는 그런 시스템이 도입은 어떨까요??


처음 타이핑 시작할땐 햇살좋은 오후였는데 지금은 눈이 내립니다.. 급 피곤해져서 ....더 두서없어 지기 전에 줄이겠습니다.