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패시브하우스의 냉난방 급탕 관한 잡상- 연결 글
패시브하우스의 냉난방 급탕 관한 잡상- 연결 글
홍도영
6
2,480
2016.05.30 22:07
바로 아래에 댓글을 달게 되면 전체적인 연결이 어려울 듯 해서 별도로 글을 쓰니 양해 바랍니다.
상대습도의 변화입니다.
밝은 하늘색은 가동하지 않은 경우 그리고 녹색은 기계를 작동한 경우 실내의 상대습도 입니다.
제일먼저 냉방성능을 보여주는 그래프입니다.
저는 아래의 내용에 관한 관련 실험 하나를 소개하고자 합니다.
"아 말씀은 코일에서의 수분 제거량(드레인 또는 응축수)로 제거되는 양이 상대 습도의 증가보다
빠를거란 말씀인듯 합니다. 사실 저는 동의하진 않습니다."
빠를거란 말씀인듯 합니다. 사실 저는 동의하진 않습니다."
독일 IBP프라운호퍼에서 새로운 냉방시스템을 연구 발표한 적이 있고 한국에는 제가 세미나중에 짧게 소개를 한 기억이 있습니다.
이 시스템이 개발된 그 배경은 간단합니다.
1. 일반 구조체 내에 시공되는 복사냉방의 경우 결로의 위험이 있고 거기에 여름철 곰팡이 발생의 위험을 고려하면 표면의 상대습도를 80%이하로 낮춰야 하는 기능상 합당한 온도를 공급하기가 어려운 그런 단점이 있습니다. 특히, 한국처럼 여름철 실내의 상대습도가 70%가 넘는 곳이라면 일반적인 복사냉방은 말 그대로 제 성능을 발휘할 수가 없기에 어떤 경로로건 실내의 상대습도를 줄여야 하는 숙제가 추가로 생기게 됩니다. 그래서 공기를 다시 데우는 그런 방식을 취하는 것이고 일반건물에서는 효율이 훨 떨어지지만 패시브하우스에서는 제 성능을 발후할수 있는 장점이 있겠지요.
추가내용: 일반적인 바닥모르타르에 설치된 배관을 복사냉방관으로 사용하는 것은 큰 문제가 되지 않지만 만일 그 성능을 높이기 위해 슬래브에 배관을 매립해서 복사냉방을 하는 경우는 상황이 많이 달라집니다. 일단 다른 방법이 있기는 하지만 산화로 인한 옥시데이션이 어려운 배관을 사용해야 하며 주변의 상대습도를 혹은 결로를 억제해야 철근의 부식을 막을 수가 있습니다. 그래서 10에서 15도정도의 냉각수가 단순하게 구조체에 유입이 된다면 일단 구조적인 위험이 장기적으로 염려가 되고 그리고 진정한 의미의 복사냉방이 아니기에 반쪽기술이 됩니다.
2. 일반적으로 에어컨은 경제적이고 효과가 있지만 제습을 하기 위해 온도를 너무 낮추게 되면 복사불균형으로 인한 불쾌함, 소리, 국지적인 빠른 공기의 속도등등으로 단점이 있고 작동정지 후에 그 냉방효과가 바로 사라지는 그런 단점이 있겠지요.
이런 단점을 보완하기 위해 개발된 것이 소위 말하는 실내분수라는 것인데 이 분수에 얇은 냉각된 찬물을 약 4도 정도로 보내서 일차적으로는 낮은 온도에서 나오는 복사온도를 줄이고 제습을 통해서 실제적인 공기 온도는 불과 2에서 3도 내려가지만 실제 체감온도는 약 8도정도가 내려간 느낌이 드는 그런 시스템입니다.
이 시스템을 소개하는 것이 제가 글을 쓰는 목적은 아닙니다.
밝은 하늘색은 가동하지 않은 경우 그리고 녹색은 기계를 작동한 경우 실내의 상대습도 입니다.
좀 더 구체적으로 살펴보면, 독일어라 아쉽지만.....
먼저 실험공간입니다.
제일먼저 냉방성능을 보여주는 그래프입니다.
뭐 그리 높은 냉방성능이 아니죠. 약 2도에서 3도 정도만이 온도가 내려갔을 뿐 입니다.
다음은 공기중의 절대습도의 양입니다.
이것은 시간당 0,5 kg/h이 제습이 되었다는 것이고 이를 환산을 하면 약 3,6 g/m3h가 됩니다. 보통의 가정에서 습부하로 발생하는 양이 약 1g/m3h (독일기준)이라고 본다면 어느 정도의 제습이 되는지를 알수가 있습니다.
여기서 간단하게 상대습도를 비교하자면, 글을 쓴 이유이기도 합니다.
아래의 표에서 1(70%)이 출발상태였다면 온도가 내려가면 2번의 상대습도(83%)가 예상이 되지만 3번의 경우(66%)도 가능하다는 말이 됩니다. 즉, 온도가 내려가도 경우에 따라 상대습도가 내려가는 것이 가능하다는 말이죠. 시간이 지나면서 그 이하도 가능하다는 계산이 나옵니다.
그리고 "차량에어콘을 예"는 빠른 대류(온도가 높건 혹은 낮건)를 통해 증발(포화수증기압이 아니기에)을 통한 결로를 줄이는 현상을 설명하시는 것으로 이해하겠습니다. 한 여름에 아무러 덥고 습해도 자전거를 타면 몸의 땀이 증발이 되기에 말입니다.
ifree님이 말씀하시는 원하는 제습량을 맞추기 위해서는 에어컨의 온도를 더 낮춰야 하고 이는 쾌적성에서 멀어지는 그런 결과로 이어진다는 점이 중요한 포인트라고 봅니다. 에어컨이 가진 그런 단점이기도 합니다.
그럴 수도 있다는 하나의 예를 올려 보았습니다. 가볍게 읽어 주시길 바랍니다.
물의 복사열흡수로 인해, 공간의 중간쯤에 두어야 하는 것과 펌프동력만 빼고는..
사람이 생각하는 바는 역시 비슷한 것 같습니다.
공조와 연계되어 업무시설은 복사냉방에 대한 논의가 활발히 있으나, 주거시설은 사실 현시점에서 에어컨을 제외하고는 선택의 여지가 별로 없습니다. 국내의 한 공조회사가 제습환기장치를 개발 중이라고 하니.. 기다리고 있는 중입니다.
좋은 자료와 글 감사합니다.
금속코일 방식의 제습은 열교환이 일어나는 코일의 표면에 물 맺힘 현상으로 열 교환 효율이 저하되는데 이를 해결하기 위해 코일 표면을 친수성 혹은 소수성 표면처리를 하지만 오염등으로그 특성이 지속되지 못하는 문제가 발생합니다.
물이 계속 표면에 맺혀 있으면 맺혀있는 물이 노점이하의 온도까지 추가로 과냉각되면서 냉각에너지를 소비하게 되는거죠.
노점온도가 23도 이면 최적 효율을 응축수의 온도가 23도가 되는 것이지만 만약 물맺힘이 생기면 응축수가 23도 이하로 과냉각 되면서 에너지를 소비하게 됩니다.
또 무엇보다도 냉각된 응축수는 냉각에너지를 끌어 앉고 계외부로 그대로 폐기 됩니다.
반면에 냉각수 막은 그 자체가 난방코일인데 일종의 유동성 난방코일이라서 표면분극이 발생하지 않게 됩니다.
제습 에너지 효율이 높고 반면에 실내 온도에는 영향이 거의 발생하지 않을 것으로 짐작하고 있습니다.
냉원은 대부분 제습에만 쓰이고 냉각된 응축수에 소비된 냉각에너지는 폐기되지 않고 그 자체가 냉매원으로 재순환 됩니다.
일종의 열(냉)회수제습장치인 거죠
0.5hp 급 콤프레샤면 200m^2 TFA 까지는 제가 추적한 데이타로 보면 제습이 가능하다고 보여집니다.
아쉽게도 국산 소형칠러가 가정용 전원 220V 단상기동되는게 가장 작은 모델이 1hp까지는 나오는데 .....기다려도 뾰족한 수가 없으면 이걸로다가 냉원을하고 아크릴 판떼기를 MCT로 가공해서 함 해볼까 생각 중입니다.
사실 저걸 꼭 한번 만들어 시험을 해보고 싶긴 합니다.
올해는 여름 에어콘을 이용한 실내습도를 60% 이하로 통제 가능한지 실증해 보려합니다만, 역시 실내 과냉각을 우려하고 있습니다.
실험도중에라도 24도시 이하로 내려가면 더 이상의 냉방은 멈추고 그 값에서의 상대습도 평형값을 제시하고자 합니다.
TFA 181m^2 최저온도 24도시 기준 상대습도 60% 이하 조건 실험입니다.
아마도 월 사용량기준으로 400kwh 정도의 동력을 소모할 것으로 예측해 봅니다.
오늘 현재 실내 최고 온도가 23.2도 이고 시 상대습도는 60% 초반대이므로 현재 추세대로 가면 7월 10일 전후로 실내온도가 25도를 넘어설 것으로 보이기에 그 때즘 실험이 시작될거로 봅니다.
순환수의 온도가 몇도인지요?
가습의 방법은 몇가지입니다. 가정에서 많이쓰는 초음파 가습기, 스팀인젝션, 또 하나가 워터 드랍입니다.
캐리어 같은 큰 기업은 이런 제품류을 구비 판매합니다.
마지막 방법은 효율이 떨어져서 많이 설계를 하진 않습니다.
이 실험의 혹시 영어버젼 설명은 없을까요?
혹시 위에서 다섯번째가 순환수의 온도인가요?
첫째가 실내온도이고요.
맞는건지요?
저는 단순한 펌프 순환으로 봤는데 아니군요. 냉수로 필름을 만드는 거군요. ㅋ ㅋ
이해갑니다.
좋은 아이디어네요. 기술적으로 충분히 가능합니다.
저 자체가 일종의 복사열원이 되기도 하는거죠. 제습역할과 함께.
오늘 좋은 아이디어 얻었습니다.
영어를 찾는 중입니다. 아직은 그런데...
반대로 온수를 흘리면 겨울철 가습도 가능하겠네요.
많이 배우고 있습니다.