지난 연재를 통해 건축적 방안 및 설비적 방안으로 구분되는 연돌효과 저감대책과 관련한 기술적 특징, 각각의 방안에 대한 일반적인 오해개선을 설명했다. 또한 연돌효과 및 문제 저감효과에 대한 각각의 방안이 가지는 기술적 한계성에 대해서도 설명했다. [건축적 방안 적용 한계성]• 과도한 수직적 및 수평적 공간 분절로 인해 빌딩의 디자인 의도가 구현되기 어려움• 공간 분절(구획 및 도어의 증가)에 의한 동선 상의 문제가 발생할 수 있음• 동선 상의 문제는 비상 시, 피난흐름의 장애요인으로 작용할 수 있음• 과도한 공간 분절(구획 및 도어의 증가)로 인한 초기투자비의 증가가 초래될 수 있음• 빌딩의 노후화에 따른 문제개선에 관련한 기능이 저하됨• 빌딩을 폐쇄적으로 만들 수 있음 [엘리베이터샤프트 냉각장치 적용 한계성]• 냉각에 따른 결로발생 방지를 위해 샤프트로의 유입공기를 기준으로 한 노점온도를 냉각의 위한 목표냉각온도를 설정해야 하며 따라서 냉각장치 적용에 따른 연돌효과 저감효과는 약 30∼40%로 제한됨 [공조가감압 장치 적용 한계성]• 공조를 위한 급기 및 배기 간의 차이를 인위적으로 설정해 가압 및 감압을 실시하게 되므로 극 초고층 빌딩의 경우 실내 온열환
대기온도는 하루 중에도 변화하며 그에 따라 냉동시스템의 냉각용량도 변화된다. 속도가변기술을 통해 압축기의 속도를 부하에 맞게 연속적으로 조정할 수 있다. 인버터 압축기술이 적용되지 않은 경우 과도한 용량으로 인해 공급 공기온도가 필요 이상으로 낮아지게 되고 온-오프 사이클링을 통해 구간 설정점을 유지해야 하는 번거로움이 있다. 하지만 인버터기술이 적용된 경우 공급 공기 온도가 설정점에 더 가까워지고 연속적인 부하 유지를 통해 구간 온도를 항상 설정점에 가깝게 유지할 수 있다. 인버터 압축기의 속도제어기능은 평균 부하를 기준으로 하는 냉동공조시스템 설계의 접근 방식으로 이어진다. 냉각 요구가 적은 기간동안에는 압축기 속도를 낮춰 냉각용량을 줄이고 냉각 요구가 많은 기간에 는 압축기 속도를 높여 냉매 순환량이 높아지고 그에 따라 냉각 용량을 늘릴 수 있다. Danfoss 인버터 압축기는 전용압축기 와 가변 주파수 드라이브로 구성돼 있어 정속형과 정속형 탠덤과 같은 기계식 변조 압축기에 비해 11~55% 에너지를 절감할 수 있다. 속도 가변형 압축기의 용량은 항상 냉각 요구와 일치하며 부분부하 작동으로 효율을 높일 수 있다. 온-오프
히트펌프는 다양한 열원(공기, 땅, 지하수 등)을 이용해 한 장소에서 다른 장소로열을 전달하는 장치다. 히트펌프는 구성에 따라 냉방 또는 난방사용이 가능하며 4방밸브를 이용한 냉동 사이클에 의해 작동된다. 히트펌프는 주로 난방 및 온수생산이 필요한 어플리케이션에서 각광을 받고 있다. 히트펌프는 다양한 열원으로부터 열에너지를 흡수하며 이 열에너지는 증발기를 통해 냉매로 전달되며 냉매는 증발하게 된다. 압축기에서 가스상태의 냉매를 고온·고압의 상태로 압축된다. 응축기를 통해 난방시스템으로 열을 방출한다. 이때 냉매는 액상태로 응축되며 응축된 냉매는 팽창밸브를 통해 압력이 강하하게 되며 사이클을 재순환한다. 냉방의 경우 전기 입력에 대한 열 입력의 비로 그 성능계수(COPc)를 정의하지만 히트펌프의 난방 성능계수(COPh)는 냉방과는 다르게 전기 입력에 대한 열출력의 비로 정의한다. 최근 1년의 비교기간에 걸쳐 열에 의해 공급된 에너지와 소비된 에너지간 평균관계를 나타낸 계절별 성능계수(SCOP)를 활용하기도 한다. 일반적으로 히트펌프의 열원은 크게 공기열원과 수열원으로 나눠진다. 공기열원의 경우 설치가 간편하고 공간제약이 적은 반면 수열원에 비해
전 회에서는 건축적 대책방안대비 보다 적극적인 연돌효과 대책방안으로 설비적 방안이 가지는 의미와 대표 설비적 대책방안의 하나인 엘리베이터 샤프트 냉각장치에 대한 기술개요 및 현실적 측면에서의 장점을 소개했다. 이번에는 또 하나의 대표적 설비적 대책방안인 ‘공조가감압 장치’를 소개한다. 공조가감압 장치에 대한 몇 가지 오해들 연돌효과에 따른 각종 문제를 개선하는 방법으로 공조설비를 이용해 특정공간을 가압하거나 감압하는 방법은 추가적인 비용(에너지)투입이 수반돼야 하며 가압 및 감압에 따른 연돌효과문제 저감효과를 기대하기 어렵다는 오해가 일반화되는 경향이 있다. 이러한 오해는 연돌효과 발생 매커니즘 및 공조가감압 기술에 대한 충분한 이해로 재고될 것으로 보인다. 고층빌딩에서 발생하는 연돌효과 및 문제에 대한 측정사례가 종종 보고되는데 이러한 측정결과에 근거해 판단해보면 공조설비를 이용한 가압 및 감압 효과와 필요성에 대해 확실한 인지가 가능하다. 연돌효과 측정은 일반적으로 빌딩의 정상적 공조상태와 비 공조상태 각각에 대해 실시되고 있는데 각각의 조건에서 빌딩 각 부분의 압력분포가 확연히 상이하다는 것을 확인할 수 있다. 이는 공조설비의 운용조건에
아직까지 연돌효과 및 문제에 대한 개선대책으로 건축적 대책방안만을 고집하는 사례가 빈번하게 발생하고 있다. 이는 건축적 대책방안이 설비적 방안에 비해 경제적으로 저렴하고 시공이 간단하다는 오해에서 비롯된 것으로 보인다. 건축적 대책방안은 지속적일 것이라는 사고방식 또한 이러한 오해에 한몫을 더하고 있다. 실제로 건축적 대책방안은 설비적 대책방안에 비해서 시공이 어려우며 많은 시간과 비용을 필요로 하고 기후변동 및 빌딩의 거주패턴 변동에 대한 영향을 크게 받을 수 있다. 그리고 동일한 성능확보를 위해서는 빌딩의 노후화를 고려한 정기적인 보수가 필요하다. 반면 설비적 대책방안은 상대적으로 적은 비용으로 간편하게 시공이 가능하며 대책방안에 따라 기후변동 및 거주패턴의 변동에도 대응할 수 있다. 단 설비적 대책방안의 효과적 적용을 위해서는 설계단계에서부터의 검토가 필수적이며 특별한 기술적 노하우가 필요하다. 사후대책으로써 검토하게 되는 경우에는 시공자체가 불가능해질 수도 있으며 억지로 구현해도 문제개선효과를 기대할 수 없으므로 주의가 필요하다. 결국 설비적 대책방안은 건축적 대책방안의 한계를 보완하는 보다 적극적인 방법의 연돌효과문제 개선대책이라고 할 수 있다. 건
냉동 및 공기조화 사이클은 저온 열원으로부터 열을 전달받아 고온 열원으로 열을 전달하기 위해 사용된다. 이중에서 사이클의 구성 목적이 저온 열원으로부터 열을 전달 받는 것이면 냉동장치를 설계하는데 사용되고 그 목적이 고온 열원으로 열을 전달하는 것이면 히트펌프를 설계하는 데 사용된다. 가장 많이 사용되는 사이클은 증기 압축식 사이클로 냉매의 증발 및 응축 잠열을 이용하는 것이다. 냉매가 증발하기 위해서는 에너지가 필요하다. 그 에너지는 증발기 내 부의 냉매 온도보다 높은 온도의 열원으로부터 전달받아 사용한다. 이렇게 증발돼 저온 저압의 가스상태의 냉매는 압축기에서 고온 고압의 가스로 압축돼 응축기로 보내진다. 응축기로 보내진 냉매는 응축기내부의 냉매 온도보다 높은 고온 열원으로 열에너지를 방출해 고압의 액체상태가 된다. 이 고온 고압의 액체는 팽창과정을 거쳐 저온 저압의 2상 상태가 돼 증발기로 유입된다. 이것으로 기본적인 증기 압축 사이클이 구성된다. 사이클을 구성하는 가장 기본적인 잠열은 냉매의 열역학적 상태량을 이해함으로써 보다 효율적으로 이용할 수 있다. 이들 열역학적 상태량 중 온도와 압력을 기준으로 나타낸 것을 냉매의 상태
‘댄포스 러닝’이란 ‘댄포스 러닝’은 온라인 웹사이트를 기반으로 사용자가 접속해 가입하고 이용하는 교육 프로그램 툴이다. 누구나 손쉽게 접속해 이메일 주소로 가입하고 그 안에 있는 과정을 무료로 수강할 수 있다. 냉동공조분야뿐만 아니라 난방, 드라이브, 산업 자동화분야 교육과정이 갖춰져 있다. 글로벌 기업인 댄포스의 프로그램 툴인 만큼 영어 과정이 더 많은 것이 사실이지만 댄포스코리아에서 2013년 런칭 시 사이트 기반 언어는 한국어로 런칭했으며 교육과 정도 꾸준히 한국어로 업데이트하고 있다. 현재 기본 냉동사이클에서부터 각 제품 의 기능 및 원리, 다가오는 천연냉매에 대 한 내용까지 30개 과정이 한국어로 수강 가능하다. 특히 보기 쉽고 이해하기 쉽게 텍스트, 표, 애니메이션 등으로 설명돼 있으며 일부의 과정은 음성 안내 과정이 포함돼 있다. 댄포스의 교육 프로그램 활용 댄포스는 ‘댄포스 러닝’을 시장에서 적극 활용하기위해 다양한 홍보 활동 및 활용 과정을 시행해 오고 있다. 먼저 ‘WS 교육 커리큘럼 운영’이다. 이는 댄포스 대리점 직원들을 대상으로 실시하는 것으로 지난 3년간 기초과정부터 고급 과정까지 커리큘럼을 갖춰 온라
연돌효과 저감기술은 크게 건축적 대책 방안 및 설비적 대책방안으로 구분될 수 있다. 건축적 대책방안이란 빌딩외피의 기밀 성능 향상, 구획추가, 방풍실 및 회전문의 적용 등으로 대표되는 패시브적 특성을 가지는 대책방안의 통칭으로 이해할 수 있다. 설비적 대책방안이란 설비적인 수법을 이용해 연돌효과문제를 개선하고자 하는 엑티브적 특성을 가지는 대책방안이다. 건축적 및 설비적 대책방안이 가지는 연돌효과문제의 개선원리는 동일하다. 일반적으로 연돌효과에 따른 문제는 빌딩의 내부구획을 중심으로 발생하는데 문제발생의 원인은 빌딩의 내부구획에 과도한 압력이 작용하거나 내부구획을 통한 공기유동이 과다하게 발생하기 때문이다. 따라서 모든 연돌효과 대책방안은 구획 간 압력분산, 압력전이 유도, 구획의 기밀성능향상 등을 통해 빌딩의 내부구획에 작용 하는 압력과 이를 통과하는 공기유동을 최소화하는 역할을 한다. 여기서 특히 주의할 점이 있는데 연돌 효과문제를 효과적으로 저감하기 위해서는 문제발생의 원인압력과 공기유동 저감을 동시에 고려할 필요가 있다는 점이다. 일반적으로 연돌 효과에 따른 공기유동 만으로 오인해 대책을 강구한다. 예를 들어 빌딩준공
외부의 찬 공기가 빌딩 하부로 유입되고 동시에 위로 올라간 빌딩 내부의 따뜻한 공기가 빌딩 상부에서 배출되는 현상이 겨울철에 끊임없이 일어나게 되는데 이를 연돌효과(Stack Effect)라고 하며 옛날 시골의 굴뚝과 부뚜막에서 발생하는 현상과 유사하다고 해서 굴뚝효과(Chimney Effect)로 표현하기도 한다. 기름이 물 위에 뜨는 현상과 마찬가지로 무게가 다른 물질이 혼재돼 있을 때, 가벼운 물질은 무거운 물질보다 위로 올라가려는 성질을 가지게 된다. 가벼운 물질은 위로 그리고 무거운 물질은 아래로 가려는 성질, 다시 말해서 무거운 물질이 가벼운 물질을 밀어 올리는 현상, 이것이 시소의 원리이며 당연한 것으로 인식되고 있는 자연현상이다. 무게차이에 따른 이런 현상은 겨울철의 빌딩에서도 발생하게 된다. 난방을 하고 있는 빌딩 내부의 공기는 따뜻하고 외부의 공기는 차갑다. 따뜻한 공기가 차가운 공기에 비해 가벼운 특성을 가지는 것은 대부분의 사람들이 이미 알고 있는 일반화된 사실이다. 빌딩 내부와 외부 공기 사이에 무게차이가 발생하게 되고 빌딩 내부의 가벼운 공기가 외부의 찬 공기에 밀려 올라가는 현상이 발생한다. 결과적으로 위로 올라간 빌딩