패시브제로에너지건축연구소(IPAZEB, 소장 김광우)가 스타즈스터링코리아(대표 김황호)와 함께 지난 6월21일 ‘제로에너지주택용 설비통합시스템 기술’을 주제로 ‘2019 IPAZEB 기술세미나’를 개최했다.

한국건축친환경설비학회(회장 최창호) 부설연구소인 IPAZEB은 매년 기술세미나를 개최하고 있으며 올해로 8회째를 맞았다.

이번 세미나에서는 IPAZEB이 개발하고 있는 통합시스템 제어장치와 컴팩트형 설비통합시스템내용이 발표됐다.

설비통합시스템 시제품 개발
패시브하우스는 냉난방 최대부하가 독일기준으로 10W/㎡다. 국내 법규도 에너지절약설계기준에 따라 세계 최고수준의 단열성을 규제하고 있다. 특히 공동주택의 경우 기존 냉방부하가 60~90W/㎡인 것에 비해 패시브건축을 적용하면 30W/㎡에 불과하다.

이에 따라 각종 설비시스템 용량의 소형화가 필요하다. 반면 냉방부하 저감으로 환기부하는 증가하고 현열비는 감소하는 만큼 환기열회수, 제습처리의 중요도가 높아진다.

현재 스타즈스터링코리아는 ‘Rotor-HRV 고도화 제로에너지주택용 컴팩트형 설비통합시스템 개발 및 사업화’ 연구과제를 주관하고 있으며 공동연구기관으로 IPAZEB이 참여하고 있다.

Rotor형 HRV를 고도화하고 추가열원공급을 위해 히트펌프모듈, 축열탱크모듈, 예열·냉방 열교환기모듈을 분석하고 개발한 뒤 이를 통합하는 것이다. 최종적으로는 냉난방·환기·급탕의 개별적인 모듈을 하나의 제품으로 완성하는 것이 목표이며 현재 시제품이 제작됐다.

Rotor-HRV의 고도화를 위해 필터를 부품화했으며 EPP소재를 활용해 보온·기밀성을 향상시키는 한편 회전수·효율 최적화분석을 통해 18RPM에서 최적 유효전열교환효율 77.34%를 달성했다.

축열탱크모듈에는 부식방지용 마그네슘 아노드를 적용했으며 판형열교환기, 간접가열코일, 인버터압축기와 시스템을 구성했다. 제어방식은 AMC 제어기술로 냉매유량 및 압축기·모터회전수를 제어한다. 팬으로는 운전풍량 단계별 추가외기도입량을 변경할 수 있는 팬이 검토됐다.

예열·재열을 위한 열교환기는 실내·외기 코일, 압축기, 증발기를 제습부하에 최적화되도록 설계했다.

통합시스템제어장치로는 온도·압력·습도·공기유속 등을 감지하는 센서와 연계된 모니터링 및 제어장치 및 제어시스템을 개발했다.

터치패드 디스플레이, 장비·환경상태확인 모니터링 시스템이 탑재된 이번 장비는 압축기 최대난방출력 6kW, 최대냉방출력 4kW, 압축기용량 1.8kW, 풍량 600CMH, 사용냉매 R410A, 누기율 10% 미만 등의 스펙을 갖췄다.

IPAZEB의 관계자는 “앞으로 국내 설비통합시스템 기술개발에 도움을 제공하고자 다양한 모듈이 조합된 설비통합시스템의 특성을 반영할 것”이라며 “중요 모듈에 따른 성능 평가방법을 작성하고 통합된 시스템에 대한 평가방법을 제시해 후속 개발될 유사시스템에 대한 선도적인 기준을 세우려한다”고 밝혔다.