열회수환기장치로 시원한 여름나기

[IFREE]

패시브하우스에는 '열회수환기장치'라고 불리우는 공조기가 설치된다.

필자 생각으로는 패시브던 아니던 혈회수환기장치는 기본적으로 모든 주택에 설치되어야 한다고 본다.

겨울철 내부에서 밖으로 버려지는 공기 중의 열 에너지를 회수해서 바깥에서 공급되는 차가운 공기를 데워서 공급하기 때문에 열 손실을 최소화 하면서 24시간 실내로 신선한 공기를 공급해주는 장치다.

그럼 여름에는 어떻게 되는거지?

실내가 더워 디질 판인데, 더운 열기를 계속 회수하면 점점 더 더워지는 것 아냐?

합리적인 사고를 가진 자라면 이런 의구심을 가지는 것이 지극히 정상이다.

그래서 '열회수환기장치'는 아래 기능이 '필수적'으로 추가되어야 한다.

'Bypass' (이하 제조사 설명문 인용)
During summer nights and in the transition periods with strong sunshine, the house often becomes too warm, while the outside air remains pleasantly cool.
In this case heat removal by what is known as free cooling helps: The cooler outside air is fed to the rooms in the living area, bypassing the heat exchanger.
The Zehnder ComfoAir 550 ventilation unit is equipped with an automatic bypass for just this purpose. The bypass is a standard component and takes 100% of the extract air past the heat exchanger. The personal comfort temperature is adjustable.

배기온도가 미리 설정한 쾌적온도 (12-28°C이며 보통 스텐다드는 20°C) 보다 높고 외기가 12°C 이상인 경우 실내온도가 외기온도보다 높으면 열회수를 하지않고  Bypass를 통해 외부로 공기가 직접 배출된다. 즉 이 상태에서는 외기의 온도가 실내공급공기의 온도가 되고 배기 온도가 건물을 빠져나가는 Exhaust air의 온도가 된다. 물론 팬이 가동하기에 어느 정도 작은 온도변화는 있다.

만일, 실내온도가 25°C고 외기는 그보다 더 높은 30°C 이상이라면 외기 온도가 배기온도보다 높기에 열교환을 하게 되고 그 결과 25°C보다는 높지만 외기의 온도보다는 낮게 공기가 유입이 된다. 만일 밤시간의 외기 온도가 기본 쾌적온도인 20°C보다 낮은 18°C가 새벽시간에 있다면 쾌적온도를 20°C가 아닌 18°C로 낮추는 것도 가능하다. 그러면 외기의 찬 공기가 그대로 실내로 유입되기에 그렇다. 하지만 열대야 기간은 그럴 경우가 거의 없다.

즉, 겨울철과는 달리 여름철에 환기장치로 빠져나가는 실내 공기가 외부 공기보다 온도가 높을 때는 열 회수를 하지 않고 그대로 바이패스해서 배기해야만 열회수로 인해 실내 온도가 높아지는 것을 막을 수가 있다.

모든 '열회수환기장치'가 이런 기능을 가진 것은 아니므로 사전에 확인을 해보고 선택하는 것이 좋다.

그렇다면, 실내 공기가 외부 공기보다 더 차가울 때는 어떤 방식으로 열교환이 일어나고 그  결과는 어떻게 되는 것일끼?

요런 궁금증이 또 생겨야 정상적인 사고를 하는 호모사피앤스사피앤스라 할 수 있다.

먼저 람다하우스에서 실제로 존재했던 상황을 예시하겠다.

1. 실내온도 : 25.2℃, 상대습도 73%

2. 대기온도 : 33℃ , 상대습도  50%

2015년 7월 26일 오후 6시 현재 상황이다.

먼저 이런 상황에서 창문을 열면 외부의 더운 공기 때문에 실내 온도가 마이 올라갈 것은 뻔한 것이다.

그렇다고 환기를 하지 않을 수는 없다.

왜?

숨을 쉬어야 하니까.

바람이 숭숭 새는 기밀이 잘 않된 주택이라면 굳이 '환기'라는 것을 별도로 생각할 필요는 없다.

이미 충분한 공기가 이런저런 틈새를 뚫고 새들어 오고 있을 것이기 때문이다.

대신 실내 온도도 같이 올라가 있을 테지만,

각설하고 이런 조건에서 '열회수환기시스템'을 통하여 실내로 공기를 공급하면 어떻게 되는지를 계산해 보겠다.

먼저 람다하우스에 설치되어 있는 Zehnder 550 VL Luxe Enthalpy 모델의 열회수효율은 84%~95%(습도에 따라)인데 낮은쪽 84%로 보겠다.

   T1 : Outside Fresh (32℃)

   T2 : Supply

   T3 : Extract (25.2℃)

   T4 : Exhaust

Zehnder 공조기의 열회수효율(nth)을 84%로 본다면 열회수를 하고 실내로 공급되는 공기 T2(Supply) 공기의 온도는 다음과 같이 산출된다.

T2 = 0.84 × (25.2-33) ＋ 33 ≒ 26.5 ℃

실내로 공급되는 공기는 26.5 ℃ 가 되는 것이다.

결과적으로 실내의 차가운 온도를 상당히 보존하는 상태로 환기를 해낼 수가 있다.

창문을 열거나 기밀이 않되 생긴 틈으로 이루어지는 환기와는 비교가 되지 않을 정도로 실내의 낮은 온도를 잘 지켜준다.

계산상으로는 그렇다는 것이다.

정말로?

우리가 또 이런것은 바로바로 맞는지 확인을 해보는 성격이다.

1. 대기 조건이다.

2. 오후 6시 17분에 첵크한 실내온도 조건이다. 3곳에 설치된 온습도계의 산술평균 온도값은 25.2℃ 다.

3. 디퓨저를 통해 공급되는 온도값은 ≒ 26 ℃ 다

정확한 온도 측정을 위해서 봉상 온도계를 디퓨저 급기관에 삽입하고 15분 이상 안정화한 후 온도값을 측정한 결과 이론적인 계산치와 거의 일치하는 26℃의 공기가 실내로 공급되고 있음을 확인할 수 있었다.

어제 순간 최고온도가 33℃ 였기 때문에 이보다 낮은 하루 중 대부분의 온도 구간에서는 이보다 낮은 온도의 공기가 실내로 공급된다.

이로써, '열회수환기장치'의 효용은 혹독한 찬바람이 몰아치는 겨울뿐만이 아니라 더워 디질 것 같은 한여름에도 냉방 에너지를 절약해주고 쾌적한 실내 공기를 유지해주는 우수한 능력이 있음을 알 수 있다.

관측된 온도는 26℃ 이고 계산으로 산출된 온도는 26.5℃ 이므로 계산상으로는 0.5℃ 차이가 있는 것으로 볼 수 있다.

이는 측정오차가 있을 수 있고 또 실제 공조기 열회수 효율이 84%보다 높던지 또는 공조기에서 디푸저로 오는 경로에서 매입된 PVC닥트 구간에서 차가운 골조와 열교환을 해서 일부 냉각된 것일 수도 있다.

젠다 공조기의 흡입구 그릴 상부에는 한국패시브건축협회에서 설치한 온습도로거가 부착되어 24시간 외부 공기의 온도및습도를 기록하고 있다.

측정시점에 로거가 표시한 온도값은 31.8℃ 였다. 거리감이 있어서 줌으로 당겨 촬영하다보니 사진 해상도가 좋지는 않지만 그림을 클릭하여 확대한 후 눈을 치켜뜨고 노려보면 31.8이라는 숫자가 보일 것이다.

관측을 통한 현상 진단에는 계기오차, 샘플의 대표성 즉 측정 지점의 대표성, 측정 지점들 간의 측정 시간차이, 기록의 오류 등 이런저런  오차가 조금씩은 존재할 수 밖에 없다. 중요한 것은 무시해도 될 작은 값이라 해도 일단은 이를 정량해서 확정하는 절차다.

0.5℃

차이가 발생한 정확한 원인은 필자도 모른다.

나도 모른다.

현재로서는 알고 싶지도 않다.

그렇다는 정도만 알아도 충분하기 때문이다.

대충 일을 마무리하고 텃밭에 물 주러 가려고 신발끈을 고쳐 신고 있는데 반가운 사람이 눈에 띄었다.

박현진건축가가 집 주변을 서성이고있는 것이 아닌가?

홍도영건축가와 함께 람다하우스의 국내 설계와 인허가 현장감리를 도맡아 했던 건축가다.

집 질 때도 나 몰래 현장을 다녀가곤 하더니만 그 버릇을 아직 개 못 준 것 같다.^^

몰래 다녀가려다가 틀킨 것이다.

듣기로 아내가 열흘 전에 장군님을 출산하시고 처가댁에서 몸조리하고 있는데 처가에서 돌아오는 길에 잠시 들렀다고 한다.

이미 많은 시간이 지났겄만 관심의 끈을 놓지 않는 것에 감사드리고 또 무사히 둘째를 출산하신 것을 축하드린다.

얼굴 본 김에 기념 사진 한장 찍었다.

둘 중에 어느모로 보나 지적이고 월등히 잘생긴 사람이 쥔장이라고 보면 틀림없다. ^^

[워런버핏]

둘이 넘 닮았네요. 근데 월등히 잘생긴 사람은 없는데...ㅋ

[IFREE]

잘 쫌 봐주세요.
그래도 제가 쫌 나아 보일낀데...ㅎㅎ
현실은 냉혹하구만요.^^

[세종코스모스]

오랫만에 뵙네요~^^ 건축하실때 세번이나 방문해서 좋은 말씀 많이 들었습니다

[IFREE]

아! 기억납니다.^^
곧 무더위가 시작될 것 같습니다.
뜨꺼운 여름태양 만끽하시는 즐거운 휴가 보내세요

[축구사랑]

오른쪽분이 쥔장이시군요.. 폐열회수환기장치에 대해 잘 읽었습니다.. 목조주택도 패시브하우스로서 역할을 할 수 있을지 의문이 가네요..

[IFREE]

국내 시공된 패시브하우스의 다수가 목조입니다.
RC나 ALC골조는 개인주택에서는 몆개 없다고 알고있습니다.
어떤 골조가 낫다라는 표현은 틀린 것이고 각각의 디테일을 어찌 풀었느냐가 중요하겠죠.
다만 RC가 축열에 유리한 것은 이번 모니터링으로 확인된 듯 합니다.
현재 3곳의 측정지점에서 온도와습도를 모니터링하고 있는데 특이한 점이 있다면 겨울이나 여름에 일이층 온도 차이가 거의 없다는 것입니다.
순간치가 0.5도 이하 수준의 차가 있을 뿐입니다.
이것은 아주 좋은 값인데요.
보통 2도 이상 벌어집니다.
건물의 골조, 마감, 구조, 발코니 처마와 덧문 등의 조합이 영향을 줬을 것으로 분석하고 있습니다.

[축구사랑]

사장님..건축,기계설비,전기도면볼수있을까여?..설계가어떻게되었는지무지궁금하네여..특히기계설비측하고건축마감측..저두시공중일때몰래구경갔었거든여..외벽마감할때여..

[IFREE]

참고하실만한 자료는 이 카페에 이미 공개해드렸습니다.
기술적 잇슈가 아닌 개인 자료에 해당하는 정도만 남긴 상태라고 봅니다.

[축구사랑]

네..감사합니다..람다하우스에대한사장님의열정이느껴지네여..훌륭하십니다~^^..

[특별시민]

왼쪽이시군요. ^^