공동주택의 축열식 교류형 환기시스템 환기효율에 관한 연구

Abstract

최근 에너지 절약을 위한 건물의 고기밀․ 고단열은 실내에 오랜시간 거주하는 재실자들이 각종 건축자재 등으로부터 방출되는 유해물질 등에 장시간 노출되어 있는 실정이다. 이에 우리나라에서는 쾌적한 실내공기질을 유지하기 위한 시간당 환기량을 0.7회로 규정하고 이를 만족하는 자연환기설비 또는 기계환기설비의 설치를 의무화하도록 법으로 규정하고 있다. 공동주택의 자연환기설비는 다양한 환경요소의 영향을 받기에 일정한 환기량을 유지하기가 어렵고 겨울철 차가운 외기의 실내 유입은 재실자에게 불쾌감을 줄 수 있어 기계환기설비의 설치가 증가하고 있다. 기계환기설비의 증가는 에너지 절약적인 열회수용 환기장치의 개발이 활발하게 진행시키고 있으며 이중 배기로부터 열을 회수하여 급기로 전달하는 동시 급배기 열교환방식인 폐열회수형 환기시스템은 급기와 배기 유로의 크기가 커질 뿐 아니라 덕트 구성이 복잡해지고 상이한 길이로 인해 압력차의 풍량 불균형이 발생하기도 하는 문제점들이 나타나고 있다. 따라서 기계환기설비 중 전열교환방식의 환기장치에서 발생하고 있는 문제점을 해결하고 기계환기시스템이 설치된 주택이나 외부 기후에 따라 능동적으로 제어가 가능하고 중간기때 간헐적인 급기만으로 냉방과 난방의 손실을 최소화 할 수 있게 유지할 수 있는 환기장치의 연구가 필요할 것으로 생각된다. 공동주택에 적용하는 여러 가지 세대 환기시스템 중 축열식 교류형 환기시스템(RAV)의 특징을 알아보고 창호 기밀등급, 현관 설치도 등을 고려하여 최적 설계 방안에 대한 Case 별 수치 해석을 하였다. 축열식 교류형 환기시스템의 경우 기타 환기시스템에 비해 송풍기 운전형태와 덕트 설계 방식이 상이하기 때문에 해석 시 외부 존과 맞닿는 부분에 틈새량과 대기압 상태에서 시스템 운전에 따른 유․ 출입 여부를 판독하였고 이에 대한 정량적인 결과를 얻을 수 있었다. 또한 축열 소자를 이용하여 실내 폐열을 외부로 배출시 축열하였다가 공급시 폐열을 회수한 형태에서 실내로 공급되기 때문에 실내 온열환경에 미치는 요인과 톨루엔을 이용한 오염도 분석, 환기효율과 밀접한 관계가 있는 공기령 분포를 결과로 산출하였다. 하이브리드형 환기 운전 형태를 고려하여 무동력 축열소자(FC)를 발코니 상부에 설치하는 병행 해석한 결과 창호에서의 틈새량은 거의 없으며 현관부분을 통해 축열식 교류형 환기시스템과 교번 유동이 발생하는 것으로 나타났다. 추후 본 연구의 축열식 교류형 환기 시스템의 개선효과를 세밀히 검증하기 위해서는 다양한 모델링과 세밀한 격자구성과 더불어 현장 실측 데이타의 비교 보완을 바탕으로 축열식 교류형 환기시스템의 성능을 개선해 나가야 할 것으로 판단된다.