밀폐형 구조를 갖고있는 패시브하우스의 단점을 극복하기위해서 환기시스템은 필수. 로e하우스 사용자들도 하나같이 환기시스템의 중요성을 강조하고 있어 [폐열 회수형 환기시스템]에 대해서 공부해 본다.
<열교환기중 회전형의 내구 구조도>
1.폐열회수 환기장치?
환기를 통해 배출되는 공기의 열로 외부로부터 끌어들인 공기를 따뜻하게 하는 방식이다. 일반 환기시스템과 비교하여 연간 약 30%의 에너지 절감 효과가 있는 것으로 평가되고 있다.
2. 폐열회수 환기장치의 특성
1) 전열교환기 특징
- 현열, 잠열 모두 회수할 수 있어 경제성이 뛰어남
- 난연성 재질을 이용하여 제품이 안정되고 배기가스가 혼입되는 것을 방지
- 에너지 소모량 절감
- 열교환 매체는 종이 또는 특수 가공지를 이용하여 막을 통한 열 및 수분의 전달이 가능케 함
2) 환기효과
- 신선한 외기가 유입됨
- 각종 악취를 탈취시켜 쾌적한 실내환경 조성
- 눈에 보이지 않는 먼지(PM10)를 제거하여 건강과 삶의 질을 높임
- 적절한 습도를 유지하여 곰팡이 발생을 방지
- 휘발성 유기화합물을 제거하여 아토피 등의 질병을 예방하는 효과
3. 전열교환기의 종류
1) 열교환방식에 따른 분류
a. 판형 열교환기
판형 열교환기는 주로 소용량 환기 유닛에 적용이 되며 누설율이 적어서 오염된 실내 공기가 실내로 재유 입되는 것을 방지하는 장소에 사용된다.
판형 열교환기
판형 열교환기의 형상은 위의 그림과 같으며 배기 되는 공기와 급기되는 공기가 판과 판 사이를 통과하면서 열과 습도를 교환한다. 구동부가 없어 유지 관리가 용이하며 판을 통한 열전달 효율이 뛰어나며 공조기 내장형으로 콤팩트하게 설치가 가능하다.
b. 회전형 열교환기
회전형 열교환기는 주로 대용량 환기 유닛에 적용되며 뛰어난 열교환 성능으로 에너지 회수 측면에서는 유리하지만, 로터 회전부와 로터의 공극율을 통한 누설율이 큰 단점으로 나타난다. 최근에는 압력차에 의하여 회전부의 틈새를 통한 누설을 감소시키는 방안이 적용됨에 따라 활용도가 확대되고 있다.
회전형 열교환기는 표지의 그림과 같은 형태가 되며 로터와 구동모터 밸트에 의해서 동작을 한다. 배기되는 공기의 현열과 잠열이 회전하는 로터에 흡수되고, 로터의 회전에 따라 급기 쪽으로 이동하여 열전달을 한다. 현열과 잠열의 교환이 뛰어나며 구동모터 및 밸트의 유지 관리가 필요하며 누설률이 튼 단점을 가지고 있다.
c. 히트파이프형
실외공기의 통로와 환기공기으 통로가 구분되어 누설률이 거의 없고 반영구적으로 사용이 가능하지만 현열교환만 가능하여 실제적인 열회수는 적다.
d. 모세송풍기형
모세 송풍기를 이용하여 환기 코일을 통해 실내로부터 환기되는 공기중의 열만을 회수하여 급기에 전달하는 방식
2) 동작 상태에 따른 구분
a. 고정식 열교환기 - 열 교환 매체가 정지해 있는 형태
b. 회전형 열교환기 - 열 교환 매체가 회전하는 형태
3) 유로형태에 따른 구분
a. 평행류 - 열교환기 내에서의 유체유동이 급기방향과 배기 방향이 동일하며 고온 및 저온의 공기가 같은면에서 유입 되어서 같은 방향으로 유출 되므로 유입되는 면에서의 공기 온도차는 큰 반면에 유출되는 면에서의 공기온도차는 미소하게 된다.
b. 대항류 - 두 유동의 방향이 반대이며 한 끝단에서의 두 공기들의 고온부들 사이 열전달과 동시에 다른 끝단에서 저온부들 사이의 열전달이 이루어짐에 따라 열전달 효과가 좋다.
c. 교차류 - 상호 직각으로 열교환이 이루어지는 방식
4) 구조 형태에 따른 구분
a. 덕트형 - 하나 이상의 덕트로 연결되는 구조
b. 창문형 - 급기 배기를 덕트 없이 벽에 거치하여 사용되는 구조
5) 설치형태에 따른 종류
a. 벽걸이형 - 벽에 거는 형태
b. 상치형 - 바닥에 세워두는 형태
c. 천장에 - 설치하는 형태
d. 천장 매립 카세트형 - 천장에 매립되는 덕트 말단부에 설치되는 형태
e. 천장 매립 덕트형 - 천장에 매립되는 덕트의 중간에 연결되는 형태
4. 폐열 회수 환기장치의 인증
전열교환기의 인증은 사용자에 대한 신뢰 구축 때문에 반드시 필요하며 업체간의 성능향상을 위한 기술개발을 유도하고 소비자에게 성능에 대한 올바른 정보를 제공하기 위해서 공인기관으로부터의 객관적인 품질 인증제도가 필요하다. 또한 품질인증을 위해서는 성능표시항목과 각 항목에 대한 표준적인 성능시험방법이 확립 되어야 한다.
전열교환기에 관련된 해외규격으로는 유럽연합의 EN305-307규격이 있고, 미국에는UL1812,UL1815와 ARI 1060, 그리고 ASHRAE/ANSI 84 (Method of testing Air-to-Air Heat Exchangers)가 있다. 또 일본에서는 JIS B8628규격이 있다.
관련 국내 규격으로는 에너지 관리공단에서 시행하고 있는 에너지 고효율 기자재의 인증제도가 있다.이는 에너지 효율에 초점을 맞춘 것으로서 온도효율이 90%이상, 엔탈피효율이 65%이상으로 규정하고 있으며 난방모드에서의 성능만을 고려하며 누설율을 고려하지 않고 있다. 또한 한국표준협회에서는 폐열 회수형 환기장치에 대한 KS규격을 마련 중에 있다. 주로 일본JIS규격을 근간으로 하고 있으며, 송풍기 전력량을 고려한 에너지 효율 개념을 새로 정의하고 있다.
