에너지/열교해석관련 질문

여름철 에너지 문제도 깊이 있게 다뤄주세요.

G 이종주 10 715 2022.08.07 17:51
자림에 설계를 의뢰해 패시브하우스를 지었습니다. 최종 기밀테스트는 0.61회, 3.0 L 인증을 받았습니다. 이 집에 대한 난방 성능은 아직 잘 실감하지 못했지만, 냉방 성능에 대해서는 의문이 생깁니다.

제 질문은 이렇습니다.
첫째는, 기밀하게 지어졌고 단열도 잘 되었다면 한 번 냉방을 하면 냉방상태가 오랜 시간 유지가 되어야 하는데, 기대만큼 유지되지 않습니다. 예를 들어 어제 밤에 27도 정도로 냉방을 하다가 모든 냉방기를 껐고, 오늘 아침 07:54에 온도를 확인해 보니 29.2도였습니다.  같은 시각 실외 온도는 30.2도 였는데, 온도차가 겨우 1도 밖에 나지 않았습니다. 이게 정상적인 상황인가요?

겨울에는 보일러 외에도 햇빛, 인덕션, 신체 발열, 각종 가전제품 등에 의해 열원을 얻을 수 있기 때문에 보온 상태가 장시간 유지되는 효과가 있는 반면, 여름철 냉방은 에어컨 외에는 없기 때문에 상대적으로 보온 상태 유지가 어렵게 보여질 수도 있겠다는 생각은 듭니다.
이러한 상황을 정성적인 방법이 아니라 정량적으로 파악할 수 있는 자료가 있다면 좀 더 이해가 잘 될 것같습니다. 

둘째는, 건물 내부와 외부 습도도 기대만큼 차이가 나지 않는다는 것입니다. 첫번째와 동일한 시간에 측정한 실내 습도는 71.6% 였던 반면, 실외 습도는 72.9% 였습니다. 차이는 고작 1.3%입니다. "건축의 악, S2-ep14 목구조의 방습, 방수/투습' 을 통해서 실외측에 투습방수지가, 실내측에 가변형방습지가 있어 여름철에 외부의 습기가 내부로 들어온다는 것은 이해했지만, 실내외 습도차가 이정도 밖에 나지 않을 정도로 쉽게 습기가 들어오나요? 이런 상황이라면 건물의 기밀에도 문제가 발생하지 않을까요?

전부라고 할 수는 없겠지만 협회 홈페이지의 에너지와 관련된 대부분의 자료를 살표보았습니다.
그런데 대부분 겨울철 난방에 대한 자료는 많이 있지만 여름철 냉방과 관련된 자료는 많지 않네요...
이 부분의 자료를 더 올려주시면 많은 분들이 참고할 수 있을 것같습니다.

Comments

M 관리자 2022.08.07 23:12
안녕하세요.
여름에 대한 자료는 한번 정리될 필요가 있겠네요.. 상기시켜 주셔서 감사합니다.
한번 정리해 보겠습니다.

단순한 한 두 숫자로 답변을 드리기는 민망하나... 간단히 말씀을 드리면..

1. 비교적 정상 범위라고 보입니다. 실내는 꽤 많은 열원 (인체/기기/조명)원이 있으므로 냉방의 온도를 아침까지 유지하기는 쉽지 않습니다. 온도를 많이 내리고 끈 다음 주무시는 것 보다... 주무실 때 예약설정을 해서 1시간~2시간 사이에 꺼지도록 예약운전 하는 것이 더 나은 결과를 가져 올 수 있습니다.
그리고 이를 다 떠나서 냉방은 2년 정도 후부터 무언가 더 나아진다는 생각이 드실 수 있습니다. 생활 습관, 운전습관하고도 상관관계가 많아서요.
제주도에 집을 지은 신 분의 댓글로 엿볼 수 있기는 합니다만, 에어컨 가동 시간의 적절성/ 온도/ 제습기 가동 등.. 주변 온습도와 실내의 가변적 상황에 대한 스스로의 대처 방식을 찾는 수 밖에는 없습니다.
http://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z4_04&wr_id=13054#c_13068

2. 그 것은 가변형투습지에 의한 것이라기 보다는 환기장치를 통한 유입이라고 보시는 것이 맞습니다. 24시간 가동을 하므로 여름 유입 습기가 매우 많을 수 밖에 없거든요. 이 부분도 주무시기 전에 적극적 제습을 해야 하는 부분이긴 합니다.

여름 습도/온도/에너지에 관련하여 글을 정리해 보겠습니다.
3 한엄지 2022.08.08 09:25
열교환기를 통해서도 추가적인 냉방 부하가 생깁니다. 주무시는 동안 환기 장치를 안 끄신다면(끄시라는 의미는 아님), 외기가 높고 실내가 시원할 경우 열교환을 하더라도 실내보다는 따뜻한 공기가 지속적으로 유입되기 때문에 주무시는 동안 실내 온도는 높아질 수밖에 없을 것 같네요.
1 너른배미 2022.08.12 00:02
저는 42평 표준주택에 거주 중이고 요즘 습도가 엄청 높은 광주 거주자입니다. 절대습도 23 g/m3 이상으로 제주시에 버금갑니다. 저의 경험으로는 에어컨 외에 답이 없습니다. 난방을 안해도 겨울철에 실내온도가 실외 보다 많이 높듯이 여름도 마찬가지로 높기 때문입니다.

여름철엔 제가 거주하기 적당하다고 생각하는 실내 온도 27도 상대습도 50% 유지하기 위해 에어컨 가동하고 있습니다. 2층에 있는 작은 벽걸이 에어컨은 여름 내내 24시간 상시 가동합니다. 저녁 시간 조리시에는 1층 거실이 30도까지 올라가므로 1층 거실 에어컨도 같이 가동하고 있습니다.

여름 휴가로 집을 비웠을 때 4일간 에어컨이랑 전열교환기 끄고 다녀왔는데, 돌아와서 측정해보니 실내 온도 29.3도, 습도 62.2% 였습니다. 오전 10시 30분이었는데 외부 기온은 26.5도, 습도 91% 인 상태였습니다. 절대 습도로 환산해 보면 실내 습도가 낮긴 합니다. 몇일 간 그대로 비웠다면 습도도 유사했을 것 같습니다. 4일 간의 경과 이력은 모르지만 아마 실내 온도는 금방 올라갔을 것이고, 습도는 느리게 올라갔을 겁니다.

작년 첫번째 맞은 여름엔, 에어컨 1대 만으로 실내 상대습도 60%도 맞추기 힘들었습니다. 제습기 까지 같이 돌려야 겨우 60%로 떨어졌는데, 올해는 그냥 50% 습도로 내려갑니다. 올해는 더 습한 여름인데도 습도 관리는 에어컨으로 잘 됩니다. 목조 주택도 방통 때문인지 습기가 내부에서 많이 발생하는 듯 합니다.
G 지나가는 이 2022.08.23 20:56
패시브가 아닌 일반빌라인데
29도에서 1시간 에어컨냉방으로 24도로 낮춘 후 기기를 끄면
부끄럽지만 1시간 후에; 29.5도가 됩니다;;
축열이 안되는 대류공기로는 냉방을 잡을 수 없겠죠.
그래도 정리된 자료는 보고 싶네요^^
G 이종주 2022.08.25 12:59
실외온도와 실내온도가 크게 차이나지 않는 부분에 대해서는 이해가 가지만, 습도에 대한 부분에서는 아직도 의문이 있습니다.
관리자님께서는 냉방을 하지 않는 경우 습도가 높은 주된 이유는 환기장치를 통한 습기의 유입이라고 하셨는데, 컴포벤트의 전열교환기는 열뿐만 아니라 습도까지 교환하는 것으로 알고 있습니다.
그래서 외부의 습도가 높은 공기가 들어오더라도 전열교환기의 습도 교환에 의해 높은 습도의 공기가 실내로 그대로 들어오지 않고 습도가 낮아져서 유입된다고 이해하고 있었습니다.
제가 뭔가 잘못알고 있었나요?
그리고 전열교환기의 습도교환 메커니즘이 궁급합니다.
컴포벤트 구조를 아무리 살펴봐도 외부의 습기가 제거되는, 즉 절대습도가 낮춰지는 과정은 없는 것같습니다. 그렇다면 전열교환기를 통한 습도의 교환은 상대습도의 변화만을 의미하는 것인가요?
외부공기가 열교환을 통해 온도가 낮아지면 외기의 절대습도가 그대로인 상태에서 온도만 낮아지기때문에 상대습도는 더 올라가는 상황이 되는데, 이러한 해석이 맞는 것인가요?
M 관리자 2022.08.25 13:36
알고 계신 것이 맞으나, 100% 교환이 아니기 때문입니다.
즉 습기의 교환은 절대습기량의 변화가 맞으나 이 것이 서로 완벽하게 넘어가는 것이 아니라 중간 어디쯤에 수렴이 되기에 그렇습니다.
1 너른배미 2022.08.25 14:42
컴포벤트는 rotary wheel 타입의 전열교환기로 뜯어 보진 않았지만, 다공질 재질의 동그란 휠이 집에서 배기되는 공기와 외부에서 들어오는 공기사이에서 돌고 있을 겁니다. 저희 집은 SSK라서 수시로 내부를 살펴보고 있습니다.

겨울철에 마스크를 쓰면 마스크가 입김에 의해 따뜻해지고 물방울이 맺히기도 합니다. 그것을 차가운 공기에 털어 버리면 다시 상쾌해 집니다. 전열교환기는 마스크 같은 것이 실내 배출 공기와 실외 흡기 공기 사이에서 돌아간다고 보시면 됩니다.

여름의 경우 냉방 건조된 실내 공기가 나가고 고온 다습한 실외공기가 들어옵니다. 이때 실외 높은 온도와 습도가 주된 역할을 하게 됩니다. 실내 냉방과 제습을 많이 할 수록 실외 높은 온도와 습도는 훨씬 더 영향을 미치게 됩니다. 온도나 습도나 높고 낮음의 차이에 의해 전달되니까 그렇습니다.

실내 습도가 더 낮을 수록 결국 실외 습도가 전열교환기를 통해 더 공급되게 됩니다. 또한 실내에서 발생한 습도는 여름에 외부로 빠져 나가지 못합니다. 여름엔 실내에서 발생하는 습도 관리에 신경써야 됩니다.

그럼에도 불구하고 전열교환기는 상시 가동으로 실외 습한 공기의 영향이 100% 미치지 못하도록 상시 사용하는 것이 필요하며, 에어컨이나 제습기로 강제 제습은 필수입니다.
9 잡자재 2022.08.25 15:05
komfovent사의 Rotary Wheel은 Sorption로터로 알루미늄 베이스에 공극크기가 3A인 고분자 제올라이트 계열의 코팅이 되어져 있습니다. 수증기의 분자크기가 2.7A로 3A의 공극은 물분자를 흡착하는데 가장 적합합니다. 이런 이유로 최대 90%에 이르는 습도교환율을 가지고 있습니다. 하지만 내외부의 절대습도량에 따라 습도가 교환되는 방식으로 유입되는 공기의 온습도를 실내 공기와 최대한 유사하게 만들어 실내 온습도의 항상성을 올려주는 역할을 하는 것이지 제습기의 역할을 하는 것은 아닙니다. 전세계적으로 온난화현상으로 늘어나는 냉방부하를 줄이기 위해 sorption로터의 수요가 크게 증가하고 있습니다. 해당 내용은 아래 글을 보시면 좀 더 자세히 설명되어 있습니다.

https://www.rehva.eu/rehva-journal/chapter/clearing-up-a-few-myths-in-humidity-recovery
2 권희범 2022.08.27 23:28
습교환이 되는 공조긴데 실내 습도가 왜 이러냐는 건축주의 물음에 답을 못하고 있었는데,
너른배미님이 쉽게 설명해주셔서 고맙습니다.
G 이종주 2022.09.06 17:36
컴포벤트사의 자료 중에서 위에서 제가 질문드렸던 습도 문제를 명확하게 설명하는 그림이 있어 공유합니다. 결국, 관리자님의 말씀대로 수증기가 교환되기는 하나 완벽하지 않기 때문인 것같네요...