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[기획&인터뷰] 복사냉난방시스템 현황과 전망

       [작성일 : 2010-01-21 ]

인체에 가장 이상적인 E공급시스템

유럽·미국, 건물신축시 복사냉난방 우선 적용
결로·용량 부족 문제 해결, 보급 확대 길 열려

복사냉난방이란

복사냉난방이란 복사열에 의한 에너지 전달방식으로 대표적인 예가 우리의 온돌난방방식을 들 수 있다 

복사란 어떤 물체로부터 발산되는 전자기파에 의한 에너지 전달방식이며 대표적인 예로 태양의 빛과 열이 지구에 전달되는 것을 들 수 있다 태양과 지구사이는 비어있기 때문에 태양의 빛과 열이 지구로 전달되기 위해서는 전도나 대류의 방법으로는 불가능하다 전도나 대류로 열을 전달할 수 있는 그 무엇도 태양과 지구 사이에는 없기 때문이다 태양이나 발열체로부터 공간으로 전달되는 복사열은 주로 적외선에 의해 전달되며 특히 파장이 25㎛ 이상의 원적외선이 강한 열작용을 한다

냉난방의 전달방식은 보통 대류와 복사방식의 혼합이나 복합방식으로 이용하기도 하지만 최종적으로 복사냉난방이라 함은 복사에 의한 열전달 비율이 50% 이상일 때를 말한다 

우리들에게 복사난방은 친숙하지만 복사냉방은 조금 생소하게 받아들여지고 있다 대부분 건물에서 난방은 복사방식을 많이 이용하지만 냉방은 대부분 대류방식을 이용하고 있기 때문이다 이는 복사냉방의 경우 배관이나 공급시스템에 발생하는 온도차에 의한 결로 문제 때문에 적용이 불가능하다고 믿고 있기 때문이다 

그러나 유럽을 위시한 외국에서는 이미 오래전부터 복사난방은 물론 복사냉방시스템까지도 건물에 적용해 이용하고 있으며 최근 빠른 속도로 세계각지에 보급되고 있다

복사냉난방의 역사는

복사냉방시스템의 기원은 1930년대부터 시작된다 각국의 연구진들이 여러 차례 복사난방 판넬에 냉수를 공급해 냉방을 시도했지만 결로의 발생문제로 복사냉방은 실패를 거듭했다 연구팀은 소량의 흡배기시스템을 접목해 실내의 결로점(dew-point)을 낮추는 것으로 문제를 해결하려 했다 



이 복합방법은 1936~1937년 스위스 취리히(Zurich)의 백화점 건물과 1950년대 초 캐나다의 고층건물에 적용해 해결방법의 성공을 입증했다 그리하여 1950년대 초부터 여러 곳에서 이 시스템이 적용 설치됐지만 점차적으로 늘어나는 전자제품과 실내 에너지의 증가로 인한 냉방부하의 증가로 복사냉방으로는 감당하기 어려운 문제가 다시 드러났다 

그러나 복사냉방의 에너지절감효과나 실내 쾌적감 등의 장점으로 말미암아 문제점을 개선하기 위한 연구가 계속됐다 건축 설계나 디자인 시 냉방부하의 저감을 고려해 강화된 단열방법 등을 적용하게 됐으며 그 결과 오늘날 에너지절약형 건물에서의 가장 이상적인 냉방시스템으로 인정받고 있다 

전세계 시장 동향은 

최근 세계 각국에서는 화석연료의 고갈에 대비한 에너지절약 및 신재생에너지의 개발과 지구온난화방지를 위한 탄소배출권 확보 문제를 해결하기 위해 에너지절감방법과 에너지효율향상에 전력하고 있다 

특히 건물분야에서의 에너지사용 절감방안과 효율적 이용방법으로 에너지절약형 건물내지는 패시브하우스, 나아가 제로에너지하우스에 대한 관심이 고조되고 있다 그 과정 중 하나로 건물에너지효율 등급제도를 도입해 에너지소모가 적은 건물에 대해 각종 혜택을 제공하겠다는 것이 각 국가의 방침이다 

건물의 에너지공급방식에 대한 최상의 선택으로 에너지의 효율적인 이용은 절감방안의 하나이기도 하지만 보다 쾌적하고 인체건강에 유익하며 삶의 질을 향상시키는 수단이기도 하다 기존 대류난방방식에 비해 복사냉난방방식은 인체건강에 가장 이상적인 냉난방방식으로 인정받아 유럽을 위시해 미국 등 각국에서 건물 신축 시 적용되고 있으며 독일의 경우 수많은 기업이 복사냉난방시스템을 공급하기 위해 경쟁하고 있다

복사난방의 원조국인 우리나라는 최근에서야 복사냉방의 가능성을 검토하고 있으며 누가 먼저 도입해 적용할지 서로 눈치만 보고 있는 실정이다 

복사냉난방 필요성

에너지절감은 모두의 관심사이며 과제이다 

그러나 대부분 공급에너지에 대한 대체에너지나 절감방안만을 강구하거나 연구하는데 주력해 왔으며 에너지공급방식에 대한 연구는 소홀하거나 등한시한 것이 사실이다 완전한 에너지절감을 위해선 에너지공급원에 대한 해결방법과 더불어 에너지공급방식을 포함한 전반적인 에너지시스템의 개선 검토와 새로운 연구가 따라야 한다

나아가 산업과 생활수준 상승으로 모두의 관심과 요구는 점차 생활의 질적 향상을 추구하는 쪽으로 나아가고 있다 금전적인 경제성만을 강조하는 것이 아니라 금액으로 환산할 수 없는 건강이나 생활의 질을 향상시키고 지키기 위해서 보다 더 안락하고 쾌적한 시스템을 갈망하는 경우가 많아지고 있다 

복사냉방이야 말로 이러한 추세와 요구에 부응할 수 있는 에너지공급방식으로서 단순한 경제성비교를 떠나 인체에 가장 이상적인 에너지공급시스템으로 인정받고 있으며 전 세계적으로 확산 보급되고 있다

그동안 저렴한 제품, 경제성있는 방법만을 갈구해왔던 우리들도 이제는 질적 수준을 함께 고려하고 보다 이상적인 방법을 찾아가야 한다고 본다 더구나 전 세계인이 가장 이상적인 냉방방식으로 인정해 개발 및 이용하고 있는 복사냉방시스템을 복사난방의 원조국인 우리나라가 외면하고 모르고 있다면 그보다 더 불행한 일이 있겠는가 늦었다는 생각도 들지만 이제라도 본격적으로 우리가 이 시스템을 연구하고 개발해 복사난방과 함께 확대 보급해야 한다

향후 시장 전망은

복사냉방의 우수성을 충분히 알고 있지만 결로의 염려와 부족한 열량공급으로 인해 적용 및 사용하기가 어렵다는 게 가장 큰 문제였다  

     
▲ 복사냉난방시스템이 설치된 회의장 
그러나 최근 에너지문제의 해결방안으로 건물의 에너지사용량 감축 계획과 에너지절약형 건물의 보급 방침이 발표되면서 복사냉방의 적용은 
한결 더 가까운 현실로 다가왔다 결로에 대한 염려는 외국의 성공적인 도입사례에서 그 해결책을 볼 수 있으며 국내에서도 연구진이 입증한 결과가 있으므로 크게 염려할 문제는 아닌 것 같다 

부족한 열량공급에 대한 문제는 보다 향상된 단열과 기밀이 반영된 에너지절약형 건물이면 또한 해결될 것으로 보이며 어차피 제습에 필요한 흡배기시스템을 채용하면서 부족한 부분을 해결할 수 있어 향후 복사냉방에 대한 보급은 빠른 속도로 이뤄질 것으로 전망된다 

그러나 냉방시스템에 필요한 재료(Material)의 국내 조달이 현재로서는 어렵고 개발된 제품이 없으므로 한동안 외국제품에 의지해야 할 것으로 보이며 시스템 또한 수입에 의존해야 할 수밖에 없다 

금속배관(Steel or Cooper Pipe)으로 가능한 판넬제품은 국내에서 생산도 가능하고 설치도 가능할 수 있겠지만 콘크리트슬래브에 설치하는 방식은 계속해서 수입 PE제품에 의존해야 할 것으로 본다 콘크리트코아방식은 장기간 냉수 공급이 가능하고 산소투과 차단성능이 우수한 PE배관이어야 하는데 이에 부합한 국내 PE제품의 개발과 생산이 이뤄져서 그 안전성이 입증되려면 상당한 시일이 소요될 것으로 본다

국내제품의 공급이 당분간 원활하지 못해 대량공급이 현실적으로 어렵다고 해도 몇몇 건물에 시범설치돼 인체 건강상 가장 이상적이라는 결과가 입증되고 가장 조용하며 쾌적한 시스템이라는 평가가 내려지면 명품을 선호하고 질적으로 우수한 제품을 선호하는 고객층의 주문이 있을 것으로 본다 

복사난방의 기본적인 기술이나 노하우를 소유한 우리나라에서 복사냉방방식이 일반화되는 것은 그 어느 나라보다 유리할 것으로 보이며 발전 또한 빠를 것으로 기대된다 

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