제로에너지건축물은 보통 전전화(全電化)를 목표로 설계된다. 전기는 사용하기 편할 뿐만 아니라 안전하며 친환경적이기 때문이다. 이에 따라 신재생에너지로 전기를 생산하기 위해 비교적 비용효율적인 태양광패널이 많이 사용된다.

문제는 열을 얻는 방법이다. 전전화 건축물에서 순전히 전기로 열을 생산하려면 코일을 감은 열선 등을 사용하게 되는데 이는 매우 비효율적이어서 제로에너지를 구현하기 어려워진다.

이에 따라 열원설비로 고려되는 것이 지열 또는 공기열 히트펌프다. 현재로써는 공기열이 신재생에너지에 포함돼 있지 않아 대규모 건축물에는 지열이 주로 사용된다.

그러나 지열히트펌프 설치는 천공과정이 필요해 공사비가 높고 천공 위로 건축물이 세워지기 때문에 유지보수가 쉽지 않다.

공기열 히트펌프의 가능성은 여기에서 나온다. 태양광처럼 햇빛이 잘 드는 곳이면 쉽게 설치해 열을 얻을 수 있다. 제도적 뒷받침과 함께 연구개발로 효율화가 이뤄지고 건축물의 외피 등으로 활용할 수 있다면 공기열 히트펌프의 활약도 가능해 진다.

노원 제로에너지주택 실증단지 연구단이 공기열 히트펌프에 주목한 이유기도 하다. 연구단은 실증단지인 ‘이지하우스(EZ House)’에는 지열을 적용하면서도 실험건물인 목업(mock up)주택에는 공기열 히트펌프를 적용해 향후 수년간 효율을 시험할 계획이다.

국산제품 중 최고효율
대린이엔텍(대표 김재만)은 연구단 목업주택에 ‘대기열 히트펌프 BSR6 솔라블럭(SOLAR BLOCK)’과 저탕조 ‘에코워터히터(ECO WATER HEATER)’를 적용했다.

BSR6는 영하 15℃에서 작동가능하며 1,600W 용량의 컴프레서를 장착했다. 토출온도는 80℃이며 온수온도는 55℃ 이상이다. 소비전력은 1,230W/h로 성능계수(COP)는 자체 실험결과 6.5가 도출됐다.

연구단이 세계 유수의 공기열 히트펌프를 대신해 중소기업의 제품을 선정한 이유는 두 가지다. 첫째는 국산제품이라는 점과 둘째는 그 중에서 최고 효율을 가졌다는 점이다.

해당제품은 발열량 860kcal, 유효열량 5,950kcal을 보이고 있다. 생산단가는 kWh당 92.3원으로 심야전기보다 비싸지만 1,000kcal 생산비용은 16.5원으로 낮아져 심야전기 생산비용 89.3원을 넘어선다.

물론 이와 같은 측정내용은 업체의 자체 평가이므로 당장은 공신력을 확보하기 어렵다. 다만 연구단에서는 기대를 걸고 있다. 현재는 COP가 4정도 도출되고 있으며 여건이 좋으면 6.5도 도출되고 있다. 난방부하가 적어 온수온도가 낮아도 쾌적성이 확보되는 패시브하우스와 결합해 난방수온도를 낮추고 운영노하우에 따라 최적화운전이 되면 COP가 8까지도 나올 수 있을 것으로 보고 있다.