기술자료

8-05. 독일산 열회수형 환기장치 분석

M 관리자 13 10,304 2013.11.08 14:49
우리나라 열회수형환기장치와 독일의 그 것은 기술적으로 많은 차이가 난다.
국산 열회수형 환기 장치의 문제점 에서도 밝혔지만, 국내 제품에서 보이는 효율, 소음, 전력소비량, 결로, 동결, 프리히터, 필터, 누기율, 견고성 등 모든 점에서 독일산이 우수하다. 물론 이 장점이 고스란히 가격에 반영되어져 있다.

이 글은 독일산 제품을 사용하자는 의미라기 보다는 그 차이를 인식하고, 우리나라 열회수형환기장치의 품질이 올라가는 자료가 되었으면 하는 바램이다. 이 모든 것을 다 따라갈 필요도 없다. 필요한 것 부터 차근차근 가면 되지 않을까 한다. (우선 기기의 단열 부터..)

즉, 협회는 우리나라 산업의 발전을 위해 가급적 국산 열회수형환기장치를 사용하시기를 당부드린다. 하지만 이 조건은 영원한 것이 아니다. 오랫동안 기다리고 요청해도 국산의 품질이 전혀 올라가지 않는다면 이는 공허한 애국심일 뿐이다. 
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내용의 환기장치는 PAUL 사의 제품이다.  우리나라에는 이 회사와  ZEHNDER 라는 회사의 제품이 들어와 있다.
독일산 환기장치는 크게 환기장치, 프리히터, 온도제어장치 등 세개로 구분되어져 있다.

1. 환기장치
독일산 환기장치는 기본적으로 네개의 환기구가 모두 한쪽 방향으로 되어 있다. 이는 기본적으로 천장에 넣는 방식이 아니라, 바닥이나, 벽에 고정할 수 있도록 개발된 것이며, 물론 이 방식이 당연히 옳다.
왜 환기장치를 천정에 넣으면 안되는지는 다른 글에서 언급될 것이다.
우리나라의 환형환기장치 중 한 개의 회사에서 한쪽으로 환기구가 모두 달려있는 제품이 나온다.

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뚜껑을 열면 내부가 보이는 것이 아니라, 검정색의 EPP 폼이 나온다. 
즉, 우리나라 환기장치처럼 10mm 정도의 단열재가 표면에 붙어 있는 것이 아니라, 단열재 자체로 환기장치를 만들었다. 즉, 개미굴을 연상하시면 된다. 큰 사각형의 EPP 폼을 마치 파고 들어간 것 처럼 압출을 해서 환기장치를 구성한 것이다. 가장 얇은 부분의 두께가 약 30mm 정도 이다.

가운데 육각형으로 보이는 부분 속에 열교환소자가 들어 있다.
이를 뺄 수 있도록 손잡이 끈이 붙어 있는 것을 볼 수 있다.

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사진처럼 빠져 나오는데, 워낙 틈이 없어 힘을 많이 주어야 빠져 나온다.

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뚜껑을 뺀 모습이다. 파란색이 열교환 소자이다.

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열교환소자 앞뒤로 필터가 달려 있는데, 역시 그 틈이 거의 보이지 않을 정도로 정밀하게 제작되어져 있다.

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아래는 조금 빼낸 필터의 모습이다. 이미 가동되고 있는 기계라 걸려진 먼지가 쌓여 있는 것이 보인다. 필터는 약 6개월에 한번 교체가 되어야 하고, 전체 필터를 다 교환하는 비용은 운반비를 제외하고 8만원정도이다.

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필터를 반대쪽에서 본 사진이다. 오염정도로 판단하건데 이미 필터를 갈아야할 시기가 지난 듯 보인다.

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열교환소자의 모습이다.
마치 현열교환소자처럼 보이지만, 테두리 구성만 플라스틱계열이고, 내부는 습기가 교환되는 막으로 되어 있는 전열교환소자이다. 이 역시 기계와 소자사이가 틈새없이 정밀하게 제작되어 빼는데 힘이 필요하다.

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소자를 다 뽑아낸 모습이다. 다용도실 내부라 사진이 조금 흔들렸다.

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열교환소자를 뽑아낸 기계의 내부 모습이다.
어둡지만, 휀이 보인다. 우리나라 환기장치에서 사용하는 것과 같은 형식의 DC 모터지만, 전력소비는 거의 절반에 가깝다. 즉, 비싼 휀이라는 뜻이다.

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장치의 바닥쪽에는 만에 하나 발생하는 결로수를 배출하기 위한 배수구가 달려 있다.
보다 시피 전체가 다 EPP 폼으로 되어져 있는 것을 확인 할 수 있다.

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2. 프리히터 
겨울철 매우 낮은 외기온도와 실내의 공기가 교환될 때, 기계내부에서는 결로가 생기거나, 나쁜 경우에는 성애가 끼는 동결현상이 나타난다. 또한 너무 외기온도가 낮으면 실내로 들어오는 SA의 온도가 낮아질 수 있기 때문에 이를 예방하기 위한 장치이다.


프리히터 전체 모습이다.
앞뒤로 외부공기가 통과하는 구멍이 뚫려 있고, 이 역시 모든 몸체가 EPP 단열폼으로 되어 있다.

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뚜꺼을 열면, 외기 필터와 히티장치로 구성되어져 있다.

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내부 확대 사진이다.

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필터를 조금 빼낸 모습이다. 독일은 이 필터 역시 여러 등급으로 나뉘어져 있다.

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다른 쪽에서 본 모습이다.

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필터의 전체 모습이다.

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필터를 빼내고, 기기 내부를 본 모습이다. 가운데 구멍이 외기가 들어오는 구멍이다.

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히터 쪽 환기구의 모습이다.

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아래 사진은 히터를 점진적으로 확대해서 찍은 사진이다. 히터는 크롬으로 되어져 있다.

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중간 중간 가로로 형성된 조금 붉은 색의 띠가 히터이고, 나머지는 방열판이다.

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안쪽에서 바라본 히터의 모습이다.

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확대 모습이다.

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내부 배선이 된 모습이다.

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프리히터 뚜껑도 누기를 잡기 위해 EPP 단열폼에 가스켓이 정교하게 붙어 있다.

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마지막 사진은 이 프리히터가 실제 주택에 달려져 있는 모습이다.
배관은 단열이 되어져야 하나, 이 주택은 배관단열이 되어 있지 않다. 배관 부분은 참고로 하시면 안 된다.

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3. 온도감지 제어장치

위에 설명된 프리히터의 전력소비량이 무려 2kWh 이다. 어마어마한 용량이다. 그러므로 겨울에 이 것만을 사용하면 엄청난 전기료를 감당할 수 없게 된다.
그러므로, 외기 온도를 감지하여 프리히터가 필요할 때만 돌도록 이를 제어해 줄 필요가 있다.
이를 온도감지 프리히터 제어장치라고 한다. 재미있는 것은 이 장치가 필수적으로 프리히터에 딸려 오는 것이 아니라  옵션이라는 점이다. ㅠㅠ.. 독일 .. 역시 돈 버는 요령을 안다.

아래 사진의 제품인데, 온도 설정은 외기가 몇도 이하에 작동하는 것만 되는 것이 아니라, 작동 시작온도와 꺼짐 온도를 지정할 수 있다. 이를 설정하는 요령은 그 구간을 매우 짧게 잡는 것이다.

즉, 외기가 3도일 때 작동을 시작하는 것으로 하고, 데워진 공기의 온다가 3.5도에 도달하면 꺼지도록 ... 그 구간을 0.5도 차이만 나게 설정을 하는 것이 요령이다.
그러면 외기가 3도 이하로 들어오면 달구어진 히터에 의해 온도가 올라가고 그 온도는 순식간에 3.5도에 도달한다. 이 때 히터가 이를 감지하여 켜지자 마자 꺼져도 크롬판에는 상승된 온도가 남아 있기 때문에 외기는 3도에서 계속 데워져서 들어오게 된다.
즉, 잔여열로 공기를 데우는 것이다.

이렇게 운전을 할 경우, 경험자의 말을 빌리면 1분에 약 2초정도 작동을 하게 되고, 한달동안 프리히터를 돌리는 전기요금은 누진제를 고려하고도 2만원을 넘지 않는다고 한다.

이 장치를 사진에서 보다시피 하나의 제어장치에 세 대까지의 프리히터를 물릴 수 있도록 되어 있다.
즉, 집에 환기장치가 두 대가 있더라도 이 제어장치는 한대만 구입하면 될 수 있게 만들어져 있다.

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4. 제어부

마지막으로 환기장치의 구동을 조절하는 제어판의 모습이다.
터치식 LCD로 만들어져 있고, 여러가지 다양한 기능의 조작이 가능하다.
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이 정도로 소개를 마치도록 하겠다. 이 제품이 그 가격을 주고 구입할 가치가 있는지의 여부는 오직 소비자가 판단할 사항이지만, 엔지니어의 입장으로 볼 때 배가 아플 정도로 부러울 뿐이다.

그리고 한가지 더 짚고 넘어 갈 것이 있다.
독일 환기장치는 습기까지 교환되는 전열교환제품이라 할지라도, 온도교환효율만 표기한다.
즉, 우리는 온도교환효율과 전열교환효율을 모두 표기하지만, 독일은 그렇지 않다는 이야기이다.

그러므로, 독일 환기장치의 효율이 94% 나 되는 것은 효율 자체가 높은 것도 있지만, 오로지 온도교환효율 로만 표시되기 때문임을 알아야 한다.

온도교환효율이 94% 정도 되는 제품을 우리니라 식의 전열교환효율로 바꾸면 약 10% 정도가 빠진다. 즉, 우리나라 식으로 표기하면 84% 정도 되는 제품이라는 뜻이다.
물론 우리나라에 84% 를 넘는 제품도 환형열교환기 밖엔 없지만, 몇 몇 패시브하우스를 하신다는 분들이 독일의 94% 를 강조하다 못해 숭배하듯이 이야기하는 것은 수정될 필요가 있다는 것이다.
그저 독일 제품의 가격대 성능비와 우리나라 제품의 가격대 성능비를 냉정하게 따지면 된다는 이야기이다.

우리나라 판형열교환기의 효율이 대게 75% 정도이니, 84%와는 그리 큰 차이는 아닌 것이다. (물론 크다하면 큰 차이이다.)

비록 기술의 격차가 있지만, 이를 따라잡지 못할 정도도 아닌 것이다. 그러므로 너무 우리나라 제품을 비하하지는 않았으면 하는 바램이다.


Comments

3 손태청 2013.11.11 08:57
기술 장벽이 높아서 생기는 문제라기 보다는 시장 여건이 문제라고 봅니다.
시장에는 못만들어서 못파는 제품도 있기는 하지만 대부분은 못팔기 때문에 못 만드는 것입니다.
이런 현상이 발생하는 주요 원인에는 여러가지 요소가 개입되지만 주로 신뢰가 그 가운데 자리하고 있습니다.
기술과 소비자의 욕구가 고도화 될수록 시장은 어떻게 만들었냐 보다는 누가 만들었냐가 선택의 잣대가 되는 경향이 있습니다.
비싼 돈 주고 독박쓰기 싫다는 심리가 저변에 깔리기 때문입니다.
사출 기술도 우리나라가 세계 최고 수준이고 전열기 수준도 우리가 세계 최고 수준이고 DC모타도 위치제어용이나 초소형 등 특수분야를 빼면 우리도 곧잘 만들고 온도 콘트롤러도 그림에 보이는 정도 수준의 제어능력은 LCD부분을 빼면 5만원 LCD넣어면 30만원 정도면 상용 제품을 구입할 수가 있습니다.
우리나라의 범용 산업용 콘트롤러의 시장 경쟁력은 우수합니다.
문제는 시장이 그것을 용인하는냐? 일 것입니다.
우리가 자존감이 좀더 높은 문화를 일찍 이루었다면 진작에 다 이루었을 선물일 것인데 싶습니다.
M 관리자 2013.11.11 09:02
네. 맞습니다.
안 팔리니 안 만드는 것이겠죠.. 글로벌 시장을 목표로 하기에도 자금이 없구요.
현재 고효율기자재의 기준도 조금 더 올라가고, 최저의 기준만으로 최저가 입찰만 하는 시장 분위기를 소비자가 잡아 주어야 하는데.. 소비자도 본인이 살 집인데도..."기준없는" 최저가만 찾으니 걱정입니다.
좋은 의견과 제어기에 대한 정보도 감사드립니다.
1 김용철 2014.03.31 11:46
지난 번에 봤을 때와 또다른 느낌입니다.
같은 영화를 2~3차례보며 오! 저런 장면도 있었어? 와 비슷한 경험입니다.
현문현답을 보며 현장감도 익힐 수 있었습니다.
고맙습니다.
1 오정석 2015.08.17 15:56
좋은글 감사드립니다.
프리히터 용량이 2kWh인데, 혹시 이를 선정하는 적정기준(프리히터 용량 대비 OA, RA 온도 / HRV unit 용량 등) 같은것이 없는지 답변주시면 감사하겠습니다.
M 관리자 2015.08.17 21:11
안녕하세요..
대게의 경우 가정용 환기장치의 프리히터는 대부분 2kWh 입니다. 이는 프리히터에 따라 각종 필요용량이 변하는 것이 오히려 비경제적이기 때문입니다.
위에 설명드린 바와 같이 히터의 온도설정에 따라 자동으로 히터가 켜지는 시간이 결정되므로,  OA, RA 온도 / HRV unit 의 용량 등과 거의 무관하게 사용하실 수 있습니다.
G 111 2015.10.04 13:43
기술적으로 효율 1%를 올리기 위해 희생되어지는 금전 및 노력은 어마어마하지 않은가요? 말단부에서 10%의 효율의 차이를 너무도 가벼이 여기시는 것 같습니다.
M 관리자 2015.10.04 14:58
111님//
죄송합니다만, 적은신 글의 의미를 잘 이해하지 못했습니다.  ─..─;;;
G 111 2015.10.06 11:39
기술의 격차를 줄이기 위해서 장치를 구현을 할 때 소요되는 노력비, 투자비와 그로인해 얻을 수 있는 경제적 이득 등의 상관성에 대한 평가를 너무도 쉬운 문제처럼 언급하신 것 같아 드린 말입니다.
M 관리자 2015.10.06 11:50
네.. ㅠㅠ
그런가요.. 본문 글의 어느 부분에서 그런 느낌을 받으셨는지를 알려 주시면 최대한 합리적으로 수정해 보도록 하겠습니다.
1 김용철 2016.06.24 22:23
지방에서 나름 순위에 드는 건설사에 다니는 친구에게 누차 설명을 하지만
제 능력이 부족하여 늘 도입하기 어렵다고 합니다
분양가는 올라가지만 사용하는 재료와 기기들의 수준도 함께 올라갔으면 바라고 또 바랍니다
다행인 점은 예전과는 달리 고급화하여 성공한 건설사들의 사례를 보며
자극받고 있더군요
내 집에서라도 편히 숨쉴 수 있길 기원합니다
M 관리자 2016.06.25 09:33
글게요...ㅠㅠ
G 김용남 2016.09.15 08:04
비밀글입니다.
M 관리자 2016.09.17 18:57
죄송합니다만.. 비밀글은 답변드리지 못합니다. ㅠㅠ