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환기장치에 따른 비용계산

2019년 환기장치 공동구매를 계기로 내용 수정합니다. . 

현열 및 전열교환기에 따른 환기장치효율, 여름의 제습 부하 및 겨울의 가습부하 등이 궁금해서 한번 계산해 보았습니다.

 

가정:

겨울철 실내온도 20도 습도 50%, 실외온도 0도 습도 50%

여름철 실내온도 26도 습도 60%, 실외온도 30도 습도 80%

 

공동구매 환기장치 270모델의 120m3/h 풍량일때의 대략적인 값:

현열교환장치: 온도교환효율 93%

전열교환장치: 온도교환효율 85%, 습회수율 70%

 

계산방법은 아래 링크의 방법을 사용함.

https://www.engineeringtoolbox.com/enthalpy-moist-air-d_683.html

H(enthalpy)= Ha + xHw = Cpa*T + x ( Cpw*T + Hwe)

 

계산결과는 첨부된 엑셀 참조하시면 됩니다.

 

겨울철

현열교환기: 734ml/h의 가습필요, 가습비용 34,000원/월, 환기장치 실효효율 57%

                환기에 따른 총 에너지 비용: 39,000원/월

전열교환기: 220ml/h의 가습필요, 가습비용 10,000원/월, 환기장치 실효효율 79%

                환기에 따른 총 에너지 비용: 19,000원/월

 

여름철

현열교환기: 1,169ml/h의 제습필요, 제습비용 43,000원/월, 환기장치 실효효율 16%

                환기에 따른 총 에너지 비용: 45,000원/월

전열교환기: 350ml/h의 제습필요, 제습비용 13,000원/월, 환기장치 실효효율 73%

                환기에 따른 총 에너지 비용: 15,000원/월

 

 

위 비용은 환기에 따른 추가 엔탈피 비용만을 계산한 것입니다. 난방은 등유, 제습은 효율 2.5 에어컨 사용가정. 환기장치가 사용하는 전기료를 추가해야 합니다. 환기장치는 단열선 밖에 설치되기 때문에 엔탈피 계산에서는 빠지고 총 비용에는 포함되어야 합니다. 

계산해 보니 필요 가습/제습량이 상당합니다.

 

* 가습기를 사용하거나 자연가습을 이용하거나 필요한 엔탈피는 같습니다. 이 엔탈피는 어차피 실내의 (난방) 에너지를 사용하게 됩니다.  

 

 

아래는 2017년 작성된 글입니다. 

 

http://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z3_01&wr_id=773 의 내용중에서

1. 하루 24시간 한달 내내 가동 (중 모드)

 구분  기계가격  소비전력
(250CMH) 
 월사용
 전력량
추가전력요금
(기존에 이미
450kWh/월
사용에 추가
누진요금)
 필터비용
 (일회)
 10년사용
국산
환형
 250만원  150 W/h  108 kWh  60,401 원  3 만원  724.8 만원
독일
판형
 600만원  90 W/h  64.8 kWh  30,558 원  8 만원  366.7 만원

 

 

전열효율에 따른 난방비 계산이 생략된 것 같아서,  환기에 따른 에너지 비용을

아래와 같은 조건으로 계산해보면

외기온도 0도, 실내온도 20도,

공기비열 0.31 kcal/Nm3C = 0.36 wh/Nm3C

환기량 = 표준주택 체적 300m3 * 0.5회/h = 150m3/h

국산 전열효율 82%, 소비전력 116w/h (@250cmh) ~ 0.464 wh/m3

외산 전열효율 96%, 소비전력 59w/h(@250cmh, 100pa) ~ 0.236 wh/m3

 

난방에너지 = 공기비열*온도차이*환기량*(100-전열효율) 로 계산하면,

열회수환기장치를 사용하지 않았을 경우 ~ 780 kwh/월 

국산: 난방에너지 195 wh/h ~ 140 kwh/월, 소비전력 70 wh/h  ~ 50 kwh/월

외산: 난방에너지 43 wh/h ~ 31 kwh/월, 소비전력 35 wh/h ~ 25 kwh/월

 

비용으로는 각각의 경우

난방에너지는 등유 (10kwh~1liter, 860원/liter)  ~ 67,000, 12,000, 2,700원 /월

소비전력은 전기 (187.9원 @ 200~400kwh) ~ 0, 9,400, 4,700원/월 

합계 67,000원, 21,400원, 7,400원 으로 계산됩니다.

 

14,000원/월 * 5개월/년 * 10년 = 700,000원...... 비용회수는 안되겠네요. ^_^

환기장치를 사용하지 않았을경우와 국산 환기장치 (설치비용 포함 600만원)을 비교해 보았을때도 45,600원/월*5개월/년*10년 = 228만원으로 에너지 비용상 이득은 없는 것으로 계산되네요. 그만큼은 쾌적함에 비용을 지불하는 거라고 봐야 되겠습니다.

 

주) 위 표는 250 CMH 로 계산한 것으로 50평형대 주택을 대상으로 한 것 같습니다. 전기요금 누진율도 다르고요. 제가 계산한것은 표준주택 (30평형대) 대상으로 국산은 셀파 Aircle R250DX, 외산은 zehnder comfoair Q350 모델에 대해서 광고 수치를 비교대상으로 했습니다. 정확성은 담보 할 수 없습니다.

 

 

 

 

Comments

M 관리자 2017.01.24 01:37
ㅎ.. 네. 계산해 보지는 않았지만.. 거의 맞는 듯 합니다.
실제로 창을 통해 법적 환기량을 지키면서 살면.. 추워서 못살듯 합니다..^^
밤에도 한시간마다 일어나야 하니.. ㅎ
말씀하신대로.. 쾌적비용입니다. 돈과 바꿀 수 없는...
1 환이아빠 2017.01.24 11:14
대단한 분석이십니다.  가정용 전기요금 누진제가 정리되면서... 유지비용이 많이 줄어 들게되었습니다.
2 화성사람 2017.01.24 12:36
잘 읽었습니다~
독일산 젠* 기계값은 요즘 좀 떨어진듯 하네요 직접 문의해보니 저기서 100만원 가량 더 저렴합니다.
M 관리자 2017.01.24 12:54
아.. 그런가요..
ㅎ.. 역시 소비자입장에서는 경쟁이 좋긴 하네요..
감사합니다.
3 정해갑 2017.01.24 13:23
설치비용과 효율 모두를 고려하면 ductless heat recovery ventilation (예: SEVi 160L HRV Unit, 579유로~72만원/개*2개/세트 + 설치비용 < 200만원 예상)이 적합할 수 있지 않을까요?
M 관리자 2017.01.24 13:28
그럴 수도 있습니다만..
효율, 유지관리비용, 다소의 열교, 중 모드 이상의 소음값 등등을 고려해 볼 때.. 가능만 하다면 덕트형이 더 낫긴 합니다.
4 HVAC 2017.01.24 15:32
조닝에 있어서도 ductfree 는 안됩니다. 또 토출 정압도 안됩니다. 원룸정도 가능합니다.
1 눈밑어둠 2017.04.10 14:28
좋은 정보 감사합니다!
3 정해갑 2019.02.21 22:16
관리자님... 계산결과 현열교환 환기장치는 여름에는 (봄,가을 포함)  실질적인 열교환효율은 미미한것이 맞나요?
M 관리자 2019.02.21 22:22
네 아무래도 외부습도가 높아서요.
겨울의 이득 만큼 손해인거죠.
전열도 사실 마찬가지 입니다.
3 정해갑 2019.03.07 19:04
야외용 공기정화기 관련...
http://news.jtbc.joins.com/html/697/NB11779697.html

대한민국 면적 약 10^11 m2, 10m 높이까지 정화한다고 보면... 10^12 m3
환기장치 팬을 작동하는데 걸리는 부하는  약 0.1 wh/m3
  (주) 외산 모델의 환기장치의 에너지 소비량은 0.236wh/m3
미세먼지는 공기가 정체되어 있을때 이므로 1일 10회 부피를 정화를 가정하고
(이부분이 가장 의문임, 정체되어 있다고 하더라도 풍속이 1m/s 정도 되어서...),
도심위주로 약 1% 면적에 설치하다면....
10^12 m3 * 0.1 wh/m3 * 10회/일 * 0.01 (1%) = 10^10 wh = 10^7 kwh/일 이 필요하며
발전단가 100원/kwh 를 곱하면 10^9원/일 = 10억원/일

서울면적이 한국의 0.6% 되므로 비용상으로는 충분히 감당가능한 것으로 계산되는데......

정말로 실현가능할까요?....
미세먼지 100ug/m3 이라고하면 10^11m3에서 나오는 양은 10^7g = 10 ton/일 정도.
필터에 들어가는 비용포함해도...

웃자고 하는 글이니... 죽자고 달려들면 안됩니다. ^^

ps. 관리자님 본문의 가습, 제습 에너지 계산된것 추가 하었는데...(엑셀참조) ...전열도 마찬가지라는 것이 이해되지 않습니다.
M 관리자 2019.03.07 21:24
공기의 이동을 고려하면 에너지는 무한대..  혹은 장식품이겠죠 ㅎ.
저도 뉴스보고 재밌었어요. 계산 고맙습니다.
이걸 정책 발표까지 끌고 나가는걸 제어해 줄 과학자가 없다는게 더 재밌었구요.ㅋ

있었겠지만 침묵을 했겠죠. 4대강 때처럼...

실내는 환기장치 품질 기준개선과 의무화, 실외는 인구의 지방 분산이 유일한 대안인데... 아마 알고는 있겠지만 지금이 너무 급한 탓이려니 ... 했습니다.

현열이 좀 더 낮은 온도에서 프리히터가 필요하므로 전력량 고려하면 대충 퉁칠 수 있을꺼라 생각한건데, 계산은 안해 봤어요. ㅠ
3 정해갑 2019.03.07 22:04
같지만 조금 다른 이야기....
환기장치 품질 기준개선과 의무화 --> 실내 공기질 최소조건 이상 유지 의무화
실내 공기질 조건을 구현하기 위한 방법은 기계식 환기를 하거나... 등등 방식에 제한을 두지 말고 최종 목표만 제시하면 시장에서 선택하겠죠..  조금은 돌아가더라도... 결론은 품질좋은 환기장치로...

환기장치 품질 기준을 국가가 제시하면 안되겠죠. 다만 시험성적서 발급정도는 인증기관에서....

기타 공공기관의 소통방식은 변함이 없다는...피드백이라는 개념은 없는 것으로...ㅠㅠ
M 관리자 2019.03.07 22:30
맞아요. 완전 동의
G 정해갑 2019.03.10 23:34
https://mnews.joins.com/article/23406294
야외 공기청정기 부하는 약 0.04wh/m3 이네요.
풍속 0.01m/s  (near zero wind) 에서 3*10^4 m3/hr 용량의 영향범위가 10m 정도 됩니다.

이정도 풍속이라면... 10^6~8 개쯤 설치하면 효과가 있겠는데요.
M 관리자 2019.03.11 13:39
ㅋㅋㅋ