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REPORT

난방과 냉방, 모두 해결하는 코어클 멀티 냉방 시스템

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Vol. / 전원속의 내집​

이번 여름 폭염으로 전 세계가 들끓었다. 전력 사용을 최소화하면서 실내 온도를 효율적으로 조절하는 냉방 시스템이 절실하다. 그렇다면 대류 냉방뿐만 아니라 복사 냉방도 하는 ‘코어클 멀티 냉방 시스템’이 답이다.





올여름은 기록적인 폭염의 연속이었다. 이번 폭염은 비단 한국에만 집중된 것이 아니었다. 대기오염으로 인해 발생한 지구온난화현상은 전 세계를 들끓게 했다. 국가적 재난급인 111년 만의 최고 폭염으로 국내에선 온열 질환자가 상당수 발생했고, 일본에서는 100명이 넘는 사람들이 사망했다.

폭염으로 인해 에어컨 가동률이 증가하면서 전력사용량도 최고치에 달했다. 그에 따라 지구온난화현상의 주범인 이산화탄소가 대량 배출되어 다시 폭염의 원인으로 이어지는 악순환이 반복되었다. 이같은 상황 속에서 정부는 가정에 전기료 부담을 덜고자 지원책까지 내놓았다. 결국 근본적인 원인을 해결하려면 전력사용을 최소화하면서 효과적인 냉방을 할 수 있는 방법이 필요하다.

실내 냉방, 에어컨만이 정답일까?

기존의 냉방 시스템(에어컨)의 경우 대류 냉방 방식으로 찬바람을 만들기 때문에 빠르게 실내 온도를 낮출 수 있다는 장점이 있다. 하지만 반대로 냉방을 멈추면 금세 다시 더워져 냉방을 계속 가동해야 하며, 이로 인한 전기사용량이 많아진다. 또한, 지속적으로 건조한 찬바람이 신체에 직접 닿기 때문에 불쾌함이 느껴지고 냉방병 또는 호흡기 질환이 발생하기도 한다. 이 단점을 극복하고자 최근 개발된 무풍에어컨이 인기를 끌고 있으나 그 효과는 예상했던 기대에 크게 못 미치는 상황이다.

[그림 1] 기존 냉방 시스템과 복사 냉방 시스템의 에너지 부하 비교
석빙고의 진화, 축열 대신 축냉으로 복사 냉방 구현

높은 전기 사용량, 쾌적하지 않은 냉방 환경 등 대류 냉방의 단점을 해결하면서 실내를 시원하게 유지하는 냉방 시스템이 등장했다. 바로 ‘복사 냉방 시스템’이다. 복사 냉방은 실내 바닥이나 천장을 냉각하여 복사전열에 의해 냉기를 얻는 방식이다. 쉽게 설명하면, 겨울철 바닥에 난방수를 순환시켜 난방하는 것과 같이 여름철에는 바닥에 냉각수를 순환시켜 냉방하는 원리이다. 차고 건조한 바람을 불어대던 기존의 에어컨과 달리 복사 냉방은 바람 없이 냉방을 하기 때문에 쾌적하고 건강한 환경을 조성할 수 있다.

무더운 여름에도 동굴 안은 바람 없이도 시원하듯, 복사 냉방의 쾌적함 역시 그와 흡사한 원리로 작동한다. 또한, 복사 냉방은 대류 냉방에 비해 열전달 능력이 높고, 겨울철 보일러를 이용한 난방수로 바닥에 ‘축열’이 되듯 여름철에는 바닥에 ‘축냉’을 할 수 있기 때문에 일정 시간 동안 냉방 후 가동을 멈추더라도 오랜 시간 그 효과를 지속할 수 있다. 이는 곧 냉·난방 에너지 절감으로 이어진다.

미국공조냉동공학회(ASHRAE)에서는 “복사 냉방이 인체에 부담이 적어 건강한 냉방을 할 수 있으며, 가장 쾌적한 냉방 방법”이라고 말한다. 미국에너지부(Department of Energy)에서는 “복사 냉방은 여러 가지 냉방 시스템 중 가장 진보된 형태로 기존 냉방 시스템(HVAC) 대비 42%의 에너지를 절감해(그림 1) 여러 냉방 시스템 중 에너지 절감효과가 가장 우수하다”고 발표했다.

국내의 경우는 한전 나주 신사옥, LH 진주 신사옥, 포스코 그린빌딩, 춘천 NHN 지식정보센터 등에 사용되었으며, 고급 전원주택에서도 적용되고 있다. 이처럼 국외뿐만 아니라 국내에서도 복사 냉방은 차세대 냉방 시스템으로 주목받는 추세다.

멀티 냉방 모드



냉방 형태          
멀티 냉방은 여러 가지 센서가 실내 환경을 실시간 모니터링하고 그에 따라 바닥(복사) 냉방과 대류 냉방을 복합적으로 운영하며 자동으로 제어해주는 반응형 시스템이다.             
특장점     
반응형 멀티 냉방 시스템이 실내 환경에 따라 최적화된 냉방 모드로 제어해주면서 복사 냉방을 한다. 이는 찬바람이 없는 쾌적한 냉방을 할 수 있어 냉방 비용을 절감해준다.       
냉방 환경      
출입이 잦지 않은 환경에서 지속적인 냉방에 적합한 냉방 방법이다.



대류 냉방 모드



냉방 형태           
대류 냉방은 팬코일에 냉각수를 순환시켜 공기를 직접적으로 냉각하는 냉방 방식으로, 기존에 많이 사용되고 있는 에어컨과 같은 원리이다.              
특장점            
냉방 속도가 빠르며 체감 냉방 만족도가 높다.                   
냉방 환경            
짧은 시간 냉방에 적합한 냉방 방법이다.


기존 복사 냉방 시스템은 설치 어렵고 비싸

복사 냉방은 쾌적한 환경을 만들면서 에너지도 적게 소비할 수 있는 고효율 냉방 시스템임에도 불구하고 잘 알려지지 않았고, 보급화도 미비하다. 그 이유는 종래의 복사 냉방 시스템이 환기 설비, 제습 장치 및 온·습도 센서, 제어 장치 등 설비가 복잡하고 설치 공간도 많이 필요했기 때문이다.

대부분 수입품에 의존하고 있어 일반 냉방 설비 10배에 달하는 아주 높은 설치 비용이 요구돼 일반 가정에서는 적용하기가 사실상 불가능하고, 일정 규모 이상의 건축물에도 도입이 쉽지 않았다. 한편으로는 겨울철 바닥 난방을 하면 난방 시간이 오래 걸리듯 복사 냉방도 초기 냉방 시간이 긴데 기존의 빠른 속도의 대류 냉방에 적응되어 있었기 때문에 이 부분의 불편함이 크게 와 닿은 것도 주요한 원인으로 보인다.

[그림 2] 냉방을 멈춘 이후 실내 온도 변화 측정  /  코어클 제품 가까이에서 측정한 온도(좌)와 10시간 후 전용 전용 애플리케이션으로 확인한 화면(우)
복사 냉방 단점 개선, 장점 극대화한 멀티 냉방 시스템

지구온난화를 막고 폭염과 맞설 수 있는 복사 냉방 시스템의 보급 확산을 위해 국내 한 기업이 나섰다. 6년간의 연구 끝에 독자개발한 ‘코어클 멀티냉방 시스템(복사 냉방 + 대류 냉방)’의 가장 큰 장점은 기존의 바닥 난방 설비를 그대로 이용한다는 것이다. 따라서 설비가 간단하고, 일반적인 냉방 설비 1.5배 수준의 합리적인 설치 비용으로 복사 냉방을 실현할 수 있어 주택에도 부담 없이 적용 가능하다.

또한, 기존의 복사 냉방 시스템과 달리 코어클 멀티냉방 시스템은 복사 냉방뿐만 아니라 대류 냉방도 할 수 있어 빠른 냉방도 가능하다. 냉매와 물을 열교환 하여 10℃ 미만의 냉각수를 통해 냉방하는 수냉식 냉방 시스템을 사용해 제습을 하면서도 적정 습도를 유지해주고, 복사 냉방을 통해 찬바람 없이 쾌적한 실내를 유지할 수 있게 돕는다.

3~4시간 동안 코어클 멀티 냉방을 가동하면 냉방을 끄고 10시간이 지나도 실내 온도는 2℃가량 올라가기 때문에 에너지 절감효과도 아주 우수하다(그림 2). 또한, 본지 7월호에 소개되었던 ‘코어클의 6가지 난방 모드’를 이용하면 겨울철에는 효율적인 난방까지도 누릴 수 있다.

[그림 3] 코어클 배관 연결 / 코어클 전용 브래킷을 벽에 고정해 제품을 설치하고 각 배관을 연결한 후 전원과 보일러 제어용 신호선을 연결한다. 바닥 배관 라인의 공급관 환수관과 냉·난방수의 공급관 환수관이 각각 코어클에 연결된 형태이다.
코어클 멀티 냉방 시스템에 대한 궁금증 5

Q. 기존 보일러 설비에 연결할 수 있나요?                  
난방의 경우 난방수를 공급할 수 있는 가스, 전기, 기름보일러 등에 연결해서 사용할 수 있습니다. 냉방을 하는 히트펌프는 에어컨 실외기와 같이 실외에 설치하며 크기는 일반적인 에어컨 실외기와 비슷하거나 조금 더 크다고 보시면 됩니다. 그리고 히트펌프 설치 시 냉방뿐 아니라 난방도 할 수 있으며, 기름보일러 대비 최소 30% 이상 난방비용이 절감됩니다.             

Q. 바닥에 냉방을 하면 결로가 생길까 걱정돼요.                  
복사 냉방 시 실시간으로 바닥 표면 온도를 적외선 온도 센서로 측정하고 실내 공기의 결로점을 산출하여 실내 환경에 따라 대류 냉방과 복합적으로 자동 운영되도록 설정되어 있습니다. 6년간 개발 및 테스트를 거쳤고, 저희 본사에 마련한 샘플룸 또는 이동식 체험 차량에서 언제든 확인하실 수 있습니다.                 

Q. 대류 냉방 모드는 에어컨 사용으로 인한 목 건조함이 덜한가요?             
코어클 냉방 시스템은 냉매를 직접 집 안으로 넣어서 사용하지 않고 냉매와 물을 열교환하여 10℃ 미만의 냉각수를 만들어서 공급하는 시스템인 수냉식 시스템입니다. 수냉식은 습도를 어느 정도 유지하기 때문에 쾌적한 실내를 보존할 수 있습니다.                 

Q. 코어클과 히트펌프의 실질적인 냉·난방 효율은 어느 정도인가요?                  
유럽이나 미국의 복사 냉·난방 전문업체에서 제공하는 자료에 의하면 기존 방식보다 복사 냉·난방 시스템의 에너지 절감율은 40% 이상입니다. 한국에서 가장 공신력 있는 정부 출연 기관인 한국건설생활환경실험연구원(KCL)에 시험 의뢰를 한 결과 평균 32%, 최대 40% 절감 효과를 보이는 성적을 얻었습니다.                  

Q. 집 크기에 따라 제품 용량도 달라지나요?                 
시스템 에어컨과 같이 방의 면적에 따라 실내기기의 크기는 달라집니다. 히트펌프는 1대만 설치하여도 30~40평 정도 주택에 부족함 없이 사용할 수 있습니다.



뚜렷한 사계절과 삼한사온의 날씨는 이제 옛말이 되었다. 폭염의 여름과 혹한의 겨울이 점차 길어지고 있다. 선진국에서는 건축비 중 약 10~15%를 냉·난방 설비에 사용한다고 하는데, 한국에서는 약 5% 미만이라고 한다. 이제 한국의 예비 건축주들도 좋은 집의 기본 조건에 대해 다시 짚어볼 시점이다.



취재협조_ 코스텍코리아㈜ 070-4755-4311, www.corecle.co.kr

구성_ 편집부

ⓒ 월간 전원속의 내집  Vol.235  www.uujj.co.kr

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