국내 실정에 최적인 실내온도제어기 개발

 

국내 실정에 최적인 실내온도제어기 개발

난방온수 소비량 40% 이상 절감, 난방비 15% 절감 가능

 

 

□ 요즘같이 바깥 날씨가 영하 10도 아래로 내려가는 추운 날씨에는 난방비가 가계비 지출에 적지 않은 부담을 준다. 국내의 한 정부출연기관에서 아파트 난방비를 획기적으로 줄일 수 있는 난방제어장치를 개발했다. 한국건설기술연구원(원장 조용주)은 기존의 실내온도조절기보다 난방에 필요한 온수의 운반비를 절반 가까이 줄여서 전체 난방비의 15% 정도 줄일 수 있는 새로운 난방장치를 개발했다.

 

□ 연구원은 설정한 실내온도에 도달하면 밸브를 닫아주고 설정온도 아래로 내려가면 밸브를 열어주는 기존의 단순한 제어(개폐제어, on-off control)방법과는 달리, 설정온도와 실내온도의 차이에 따라 세대로 공급되는 온수의 양을 자동으로 조절(비례제어, PID control)함으로써 난방을 위해 필요한 온수의 양을 절반 가까이 줄일 수 있다고 밝혔다. 실험결과 온수의 양을 줄임에 따라 기계실에서 각 세대까지 온수를 공급하는 과정에서 손실되는 열손실도 8% 이상 줄일 수 있어 종합적으로 15% 가량 난방비를 줄일 수 있는 것으로 판명되었다.

 

□ 이러한 제어를 위해서는 엔코더나 액츄에이터 등 구조가 매우 복잡하고 값이 비싼 구동장치를 사용하여야 하나, 연구팀은 아파트에 의무적으로 설치되는 난방계량기에서 측정한 정보(순간유량값)를 실내온도제어에 활용함으로써 오히려 기존의 장치보다 더 간단한 구조로 정밀한 제어를 수행하는 기술을 개발하는데 성공했다. 지금까지 계량기는 한달에 한번 사용량을 검침해서 난방요금을 부과하는데 사용하는데 그쳤다.

 

□ 또 이와 같은 제어방법은 세대를 통과하는 온수를 바깥의 기온에 따라 조절하기 때문에 난방수요가 적은 봄과 가을에는 밸브를 통과하는 온수의 양이 적어져 소음이 발생할 수 있는데, 연구팀은 이러한 현상을 미연에 방지하기 위해 역시 난방계량기의 유량측정정보를 이용해 제어를 달리 하는 복합제어(hybrid control)방법도 개발, 적용하였다. 즉 바깥 기온이 낮을 때에는 온수의 양을 조절하다가 일정 수준 이상으로 올라가면 밸브를 열고 닫아주는 방식으로 바꾸어주는 방법이다.

 

□ 개발을 주도한 이태원 박사는 현재 대부분의 가정에서 사용되는 제어장치는 입식생활을 하는 서구에 적합한 방식으로, 개발된 기술은 바닥에 축열하는 온돌을 사용하는 국내의 난방방식에 최적의 난방제어장치라고 말했다. 이 기술을 적용하기 위해서는 정밀도가 높은 난방계량기가 필요한데, 연구팀에서는 이미 국내실정에 적합한 계량기를 개발해 지식경제부의 신기술(NET) 인증을 받았고, 전문기업에 기술이전을 마친 상태다.

 

□ 이 장치를 연간 난방비가 80만원인 가정에 적용하면 12만원을 절약할 수 있고, 국가적으로는 3,000억원 이상의 에너지비용 절감이 예상된다. 또한 연간 100만TOE(석유환산톤)의 난방에너지를 절감하고 이산화탄소 배출량도 83만톤을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

 

<통합장치를 이용한 난방제어시스템 모습>

 

 

 

한국건설기술연구원