기후변화 영향으로 국내 여름 온도가 33℃가 넘고 습도가 100%에 가까운 장마기간이 모두 증가하고 있는 추세다. 전 세계적으로도 ‘올해의 여름이 가장 시원한 여름이 될 것이다’라는 말처럼 전문가들은 여름 기후가 앞으로도 더욱 덥고 습한 방향으로 변화할 것으로 예측하고 있다. 이러한 기후조건에서 온열 쾌적성을 확보하기 위해서는 온도와 습도를 함께 컨트롤하는 것이 매우 중요하며 국내에서도 에어컨은 물론 제습기 판매도 꾸준히 증가하고 있다.

 

제습기와 에어컨은 열교환기를 통해 차가워진 공기와 따뜻한 공기가 어디로 배출되는지에 따라 기능이 완전히 달라진다. 습도를 낮추는 목적의 제습기는 증발기와 응축기가 제품 안에 위치해 따뜻한 공기가 실내 공간으로 나오는 대신 빠른 제습이 가능하다. 에어컨의 경우 공기를 덥게 만드는 응축기가 실외기에 위치하고 있기 때문에 차가워진 공기는 실내에, 따뜻한 공기는 외부로 빠져나가며 실내 온도를 낮춰준다.

 

일반적으로 에어컨을 포함한 대부분의 주거용 공조장치는 온도를 기준으로 작동한다. 설정온도를 맞추기 위해 실내공기가 냉각코일을 통과하면서 공기의 온도가 낮아지고 공기 중 수증기가 물로 응축돼 습도 또한 함께 낮아지게 된다. 이러한 온도기반 공조장치는 온도를 낮추는 과정에서 자연스럽게 감습과정이 동반돼 고온다습한 환경에서는 어느 정도의 쾌적성을 확보할 수 있다.

 

하지만 장마철같이 온도는 비교적 낮고 상대습도는 매우 높은 저온다습한 경우에는 습도를 낮추려고 장치를 가동하면 제습이 되는 과정에서 온도가 함께 내려가기 때문에 실내가 과냉각 될 수 있다. 또한 일정온도 이하로 내려가면 제습(절대습도 감소량)효과는 미미하며 온도만 계속 낮아져서 상대습도가 오히려 증가하는 현상이 발생될 수도 있다.

 

반면 제습장치는 설정습도를 기준으로 작동하며 제습 후 실내로 공급되는 공기온도(35℃~40℃)가 높기 때문에 실내온도가 상승하게 된다. 이처럼 고온다습한 환경에서는 별도의 냉각장치가 필요하며 사용가능한 환경이 제한적 일 수밖에 없다. 결국 다양한 기후조건에서 재실자가 쾌적감을 느끼려면 온도와 습도 중 어느 한 가지가 아닌 두 가지를 모두 만족해야 한다.

 

에코에너다임에서 복사냉난방시스템에 사용하고 있는 제습환기장치 UC(Comfort Unit)는 온도와 습도를 독립적으로 조절하는 것이 가능하다. 고온다습하거나 저온다습한 환경 모두에서 재실자가 원하는 온도와 습도를 맞춰 줄 수 있기 때문에 매우 쾌적한 환경을 조성할 수 있다.

 

또한 열교환소자가 설치돼 열회수환기가 가능하며 장치의 우측 끝에 별도의 전용 배기라인을 화장실이나 주방 등의 전용배기로 사용할 수 있다. 이렇게 UC는 제습과 냉난방, 열회수환기와 주방 및 화장실 전용배기 등 4가지 기능을 하나로 통합한 장치다. UC의 가장 큰 특징은 제습된 공기를 실내와 동일한 온도로 공급할 수 있는 것이다. 이에 따라 실내온도를 높이거나 낮추지 않고 온도변화없이 습도만 독립적으로 조정이 가능하다.

 

UC 내부에는 2개의 수냉각 코일과 1개의 냉매사이클이 설치돼 있다. UC의 제습과정을 살펴보면 실내공기가 A(온도: 26℃, 상대습도: 60%)상태로 장치내부로 인입돼 수냉각 전처리 코일을 통과하며 B(18℃, 98%)상태로 1차 냉각감습된다. 증발기 코일을 거쳐서 C(12℃, 100%)로 2차 냉각감습된 후 응축기 코일을 통과, 응축열을 제거하면서 D(30℃, 35%)상태로 온도가 상승하게 된다. 마지막으로 수냉각 후처리 코일을 통과하며 E(26℃, 45%)상태가 돼 실내와 동일한 온도로 제습 된 공기를 공급하게 된다.

 

UC의 냉방운전는 제습모드와 유사하다. 실내공기가 수냉각 전처리 코일과 열교환해 19℃로 냉각감습된 후 증발기 코일을 통과하며 15℃로 재차 냉각감습된다. 마지막으로 응축기 코일에 냉매를 바이패스해 온도 증가없이 15℃의 차가운 공기를 실내에 공급해 주게 된다. 이때 응축기 코일에 흐르는 냉매의 양을 제어해 실내로 공급되는 공기의 온도를 15℃~28℃범위에서 자유롭게 설정할 수 있다.

 

또한 실내에서 리턴되는 공기온도는 계속 변화하기 때문에 전처리 및 후처리 수냉각 코일에 설치된 비례제어밸브를 제어해 설정한 토출 공기온도로 맞춰주게 된다. 실내온도가 높을 때는 냉방모드로 운전해 설정온도를 맞춰주고 설정온도에 도달하면 실내와 동일한 온도로 제습만 해 공급하는 제습모드로 설정습도를 맞출 수 있다. 이러한 원리로 UC는 온도와 습도를 각각 조절할 수 있으며 이를 위해 온도센서가 아닌 온·습도센서를 컨트롤러로 사용한다.

 

또한 UC는 제습냉방과 환기를 조합해 외기냉방, 살내공기 재순환 등 여러 가지 모드로 운전이 가능하며 VOC 센서와 연동해 실내에 오염물질을 감지, 자동으로 환기해 준다.

 

UC의 제품라인업은 300CMH부터 2,000CMH까지 구축돼 있어 적용공간 용도나 환경에 따라 적절한 제품을 선택할 수 있다. 복사냉난방시스템과 함께 사용하는 경우 복사패널이 온도부하를 담당하고 UC는 습도부하만 처리하는 것으로 계획해 에너지를 절감하면서도 매우 쾌적한 환경을 조성할 수 있다.

 

부산 리조트 고급 객실 설치

 

2023년 오픈한 부산 00리조트 110여개 객실에 UC가 설치돼 운영되고 있다. 00리조트의 고급 객실은 UC와 복사냉난방시스템, 일반객실은 FCU로 운영되고 있다. 부산의 여름철은 비가 자주 내리고 건물이 해변에 위치해 객실 내부의 습도가 평균적으로 매우 높았다.

 

장마철이 되자 일부 세대에서는 결로현상까지 발생해 객실의 습도를 낮추기 위해 FCU에 공급되는 공조수의 온도를 15℃에서 10℃로 낮췄다. 그러자 FCU 설치객실의 덕트와 취출구에 결로현상이 더욱 심화됐다. 공급되는 공기의 온도(15℃)가 천정 속 공간과 객실 내부의 노점온도보다 낮아서 결로가 발생한 것이다.

또한 장마철처럼 저온다습하고 상대습도가 100%에 가까운 환경에서 제습량이 충분하지 않고 온도만 내려갔기 때문에 객실 내부 상대습도는 목표한 만큼 내려가지 못했다. 반면 UC와 복사냉난방시스템이 설치된 객실은 결로문제가 발생하지 않았으며 재실자의 냉방 만족감도 FCU 설치 객실보다 훨씬 높게 나타났다.

 

 

만족도가 높았던 이유는 UC가 수냉각코일과 증발코일을 통한 다단제습으로 충분한 제습량을 확보하면서 실내온도와 동일한 온도의 공기를 실내에 공급해 주었기 때문이다. 이에 따라 부산 00리조트에서는 앞으로 진행예정인 신축 리조트에 UC와 복사냉난방시스템을 전 객실에 적용하는 것으로 계획하고 있다.

 

부산 00리조트의 한 관계자는 “기후변화와 날씨의 변덕스러움이 우리 생활에 미치는 영향은 점점 더 커지고 있으며 높아진 습도는 우리가 불편함을 느끼는 것은 물론 실내의 외장재나 가구의 내구성에도 영향을 주고 있다”라며 “제습환기장치 UC는 온도와 습도를 동시에 관리해 다양한 기후조건에서도 쾌적함을 유지시켜주며 환기시스템을 통해 신선한 공기를 지속적으로 공급해 실내를 최적의 상태로 유지해 줄 수 있는 훌륭한 솔루션”이라고 밝혔다.