지중열 이용 복사 냉난방 시스템

 

1. 지중열 이용 복사 냉난방 시스템 개요
지중열을 이용한 바닥 매립형 냉·난방 시스템은 지열 히트펌프에서 생산된 냉·온수를 콘크리트 슬래브/천장 패널 등에 매립한 냉·온수 코일에 공급하여 건물을 냉·난방하는 방식으로 콘크리트 슬래브 방식의 경우 국내에서 일반적으로 난방용으로 사용하는 온돌 시스템과 유사하다.

※ 지열 히트펌프 : 연중 일정한 온도를 유지하는 지중열을 이용하여 냉·온수를 생산하는 히트펌프 시스템

 

2. 복사 냉난방 시스템 종류
복사 냉난방 시스템의 종류는 크게 3가지 종류로 구분할 수 있으며 세부적인 내용은 다음과 같다.

1) CCT(Concrete Core Tempering) System
- 콘크리트 슬래브 내부에 파이프를 설치하여 구조체를 축냉/축열시켜 냉난방하는 방식으로 열류의 흐름상 하절기에는 천장에서 냉기류가 내려오고 동절기에는 바닥에서 온기류가 올라올 수 있도록 설계된 시스템이다.
- 주요 적용처는 공동주택, 공동주택 공용부, 단독주택, 오피스 등의 용도로 사용되는 건물에 적용될 수 있다.

2) Under floor Heating and Cooling System
- 국내 주택의 온돌과 유사한 시스템으로 슬래브 상부에 파이프를 설치하여 하절기에는 냉수 공급, 동절기에는 온수를 공급하여 냉난방하는 방식이다.
- CCT System에 비해 구조체 축냉/축열 효과가 떨어지며 하절기의 경우 열류의 흐름이 반대이므로 냉 냉방 성능이 다소 떨어지는 단점을 가지고 있다.
- 주요 적용처는 공동 주택, 단독 주택 등에 적용될 수 있다.

3) Panel Ceiling Cooling System
- 천장 패널에 냉수 파이프를 설치하여 복사 냉방을 하는 방식으로 구조체를 이용한 축냉/축열 방식이 아닌 직접 복사 냉방 방식이다.
- 일반적으로 오피스 공간에 적용되기 용이하다.

 

3. 효과 및 예상 문제점
- 복사 냉난방 시스템은 복사열을 이용한 냉방 또는 난방열을 실내에 공급하여 재실자의 온열감을 높일 수 있으며, 지중열 이용 및 水방식 공조로 냉동기 + 공조기의 空氣식 전기열원 시스템에 비해 운전비도 절감될 수 있다.
- 단점으로는 공급되는 냉수 온도가 실내 온도에 비하여 너무 낮을 경우 표면 결로의 문제가 발생될 수 있다.
- 유럽/중국의 경우 일반적으로 입식 문화의 발달로 바닥 복사 냉방에 대한 문제점이 적으나 우리나라와 같이 좌식 문화가 발달한 지역에서는 바닥 온도가 너무 낮을 경우 오히려 불쾌감을 유발할 수 있기 때문에 그에 대한 효과적인 제어시스템이 필요하다.

 

4. 국내 적용 현황
- 이화여대 지하캠퍼스에 CCT 시스템이 적용되었으며, 현재 신축 중인 SK 케미칼연구소에는 지중열 + Panel Ceiling Cooling System 적용되었다.

 

국토해양부