[자재가이드] 열 교환기 종류 및 특징

열 교환기 종류 및 특징

실내의 오염된 공기를 실외의 신선한 공기와 교환하는 환기. 그 목적은 공기에 일정 한도 이상 포함된 불쾌한 냄새, 연기, 먼지, 세균, 습기, 가스 등의 제거다. 실내에 신선한 공기가 부족하고 이산화탄소가 증가하면 사람은 불쾌감을 느낄 뿐만 아니라 현기증과 두통 등으로 인체에 악영향을 끼친다. 그런데도 겨울철에는 실내 온도를 유지하기 위해 환기를 꺼리는 사람도 있다. 바로, 열 회수형 환기장치(열 교환기)가 필요한 이유다.

글 이상현 기자

취재협조 투바이포 박세련 실장 1661-2744 www.2x4.co.kr, (사)한국패시브건축협회 02-474-6621 www.phiko.kr

글 싣는 순서

01 세라믹 사이딩

02 독일식 시스템창호 선택에 따른 특성 및 성능

03 단열재 등급별 금액 비교

04 다양한 인테리어 합판
05 다양한 시멘트 사이딩

06 기밀 자재 종류 및 기능

07 하우스랩 종류와 선택

08 열교환기 종류 및 특징

09 다양한 욕실 방수 자재

10 빈티지 감성 건축자재들

11 모던 감성 건축자재들

12 다양한 소핏 벤트

13 적은 돈으로 큰 효과를 주는 건축자재

14 미국식 시스템창호 브랜드별 등급 및 특징

환기장치의 필요성

오래된 주택은 기밀성이 현저히 떨어지기 때문에 틈새바람[外風]만으로 필요한 환기량을 충족했다. 하지만, 요즘 짓는 주택은 기밀성이 높아 틈새바람이 없기 때문에 양호한 실내 공기질을 유지하려면 환기장치가 필수다.

열 회수형 환기장치[Heat Recovery Ventilator]란

주택이 기밀할수록 에너지 절감과 벽체 내 결로 현상이 감소하는 순기능이 있지만, 사람에게 필요한 신선한 공기는 부족할 수밖에 없다. 그래서 기밀성이 높은 패시브하우스에선 기계식 환기장치를 사용한다. 보통 오염된 실내 공기가 빠져나가는 배기의 열과 신선한 공기가 들어오는 흡기의 열을 기계(열 교환 소자) 내에서 교환하는 열 회수형 환기장치(폐열 회수 환기장치)를 사용한다.

열 회수형 환기장치

환기장치의 종류

환기장치는 판형 열 교환기, 환형(로타리) 열 교환기, 창문형 열 교환기로 나뉜다. 아래에서는 사용빈도가 높은 판형과 환형 열 교환기를 중심으로 다룬다. 먼저 환기를 이야기할 때 자주 등장하는 단어를 알아보자.

R.A_ Return Air의 약자로 실내에서 환기장치로 나가는 공기

S.A_ Supply Air의 약자로 환기장치에서 실내로 공급되는 공기

E.A_ Exhaust Air의 약자로 환기장치에서 외부로 나가는 공기

O.A_ Out Air의 약자로 외부에서 환기장치로 들어오는 공기

판형 열 교환기

국내 대부분의 제품이 판형 열 교환 방식이다. 원리는 수백 개의 빨대를 그림과 같이 다른 방향으로 겹쳐 놓고, 배기와 흡기가 섞이지 않고 그 사이를 통과하면서 서로의 열을 교환하는 방식이다.

환형[Rotary Type] 열 교환기

업무시설용 대형 공조기에 들어가는 열 교환기를 주택에 맞게 축소한 것이다. 원리는 원형의 열 교환 소자가 지속적으로 돌면서 절반은 흡기를, 절반은 배기를 한다. 배기할 때, 열 교환 소자에 머문 열기를 흡기하면서 교환한다.

전열 교환(습기 + 온도 교환)의 중요성

우리나라 겨울철 외부 온도가 0℃, 실내 온도가 23℃, 상대습도 60% 라고 한다면, 공기 중의 습기량은 외부는 2.9g/㎥, 실내는 12.3g/㎥ 이다. 즉, 실·내외 습기량 차이가 9.4g/㎥ 난다. 만약 가습 없이 환기를 계속하면 실내 상대습도는 12%까지 떨어진다. 따라서 습기의 교환 없이 환기하면 실내는 매우 건조해질 수밖에 없다. 그나마 다행인 것은 우리나라는 가정에서 요리할 때 물을 많이 사용하고, 실내에서 빨래를 자연 건조시키며, 화분도 키우기에 실내 습도가 상당히 높다는 점이다. 관리 측면에서 거주자의 건강을 위해 온·습도계를 집 안에 두고 온·습도를 관리하는 것이 좋다.

적정 환기량

사람 기준_ 한 사람에게 필요한 신선한 공기량은 30㎥/h이다. 따라서 4인 가족에게 필요한 환기량은 시간당 120㎥다. 환기 설비 용량은 추가 충량과 배관 손실 등을 감안해 1.5배 정도를 곱한다.

30㎥ × 4인 × 1.5 = 180㎥/h

건축물 기준_ 바닥면적 200㎡, 층고 2.5m인 주택의 국내 법적 환기율 0.5회/h이다.

200㎡ × 2.5m × 0.5회/h = 250㎥/h

단, 바닥면적 기준은 욕실, 현관, 계단, 창고 등을 모두 포함한 면적이며 오픈 공간은 별도로 계산한다.