공동주택 지역난방SYSTEM의 난방불균형 조사

Abstract

급격한 경제성장과 더불어 도시로의 인구집중은 제한된 택지 내 효율성과 주택보급을 위해 공동주택의 보급이 양적으로 가속화 되었으며, 서비스의 향상과 더불어 세련된 디자인 설계와 고급스런 재료를 사용하여 질적인 부분도 많이 충족 되었다. 추운 겨울철 실내를 따뜻하게 해주는 난방시스템도 개별보일러에서 지역난방 중온수 공급SYSTEM으로 전화되어 보급되는 것도 같은 예라 할 수 있다. 사람이 생활을 하면서 발생하는 각종 폐기물을 일부는 재활용하고, 매립하고, 소각을 하면서 얻어지는 2차 열로 재생된 중온수 열원과 전기를 공동주택에 공급하므로 해서 이산화탄소 발생을 줄이고 입주민에게 좀 더 저렴하고 쾌적한 온열환경을 조성하여 삶의 질을 향상시키고 있다. 하지만 아쉽게도 공동주택의 세대내 평면공간 활용을 높이기 위해 공간을 축소하거나 없애고, 초기투자비용 절감, 유지관리 비용을 줄이기 위한 3-PIPE(역환수 공급방식)에서 2-PIPE(순환수 공급방식)을 적용하여 겨울철 FULL부하에선 이상이 없으나 봄,가을철 간혈적인 난방을 할 때 난방불균형과 과유량으로 인한 소음이 발생하여 입주민의 질적인 향상을 저해하고 있는 실정이다. 이러한 실정을 반영하듯 개선된 SYSTEM설계가 활발히 이루어 지고 있고 연구논문이 다수 발표되었으나 그 실효성이 떨어지고 있는 원인을 본 연구에선 실태조사를 통하여 분석하고, 개선된 최적의 방법을 제시하는데 있다.

본 연구는 총 5장으로 구성되어져, 각 장의 구체적인 내용은 다음과 같다.

제 1장에서는 연구의 배경 및 목적을 통해 연구의 필요성에 대하여 기술하였고, 연구의 범위 및 방법을 제시하였다. 제 2장에서는 본 연구의 이론적 배경으로 실내 온열환경을 저해하는 난방불균형의 원인을 규명하고, 발표 논문을 조사 분석하여 효율성 개선 방법이 몇가지인지 기술하였다. 제 3장에서는 지역난방 공급단지를 대상으로 실태조사를 실시하고 분석하여 기술하였다. 제 4장에서는 지역난방SYSTEM 효율성 개선을 위한 방법을 실제로 현장에 적용하여 최적의 효율성이 나타나는 방법이 어떤 것인지 고찰하였다. 제 5장에서는 제 4장에서 나타난 분석결과를 종합하여 본 연구에서 도출된 결론 및 제언을 기술하였다.

본 연구에서 도출된 결론을 요약하면 다음과 같다.

국내 공동주택 지역난방SYTEM은 2000년 이후 대부분이 2-PIPE(순환수 공급방식)SYSTEM에 의한 열원공급방식이며 난방순환펌프는 2대이상으로 용량이 분할 되었으며, 차압밸브, 차압유량조절밸브, 세대내 정유량밸브, 각방제어SYSTEM을 공통적으로 적용하였다. 1) 난방순환펌프는 100% 유량을 3등분한 33%가 제일 적정하였으며, 인버터 방식을 적용하는 것이 미세한 부분까지 조작이 가능하였다. 그러나 공급온도를 단지에서 설계조건보다 낮게 보내주어 난방시간이 길어졌다. 2) 세대내 난방분배기에 설치되는 밸브는 정유량밸브(반란싱) --> 3방변 --> PDCV(차압밸브) 순으로 난방불균형과 소음이 줄어드는 것을 확인하였다. 3) 난방배관은 기계실 ZONE을 분리하고, 저층부, 중층부, 고층부로 배관을 분리하고, PIPE PIT 내 입상 난방배관 관말 내경25mm (외경28.58mm - 두께1.65mm) 공급관과 환수관을 연결하여 난방수 일부를 BY-PASS [ Q=AV ={ (3.14*0.025*0.025)/4 *1.2*1000*60} ] = 35LPM ]한 결과 난방불균형과 소음이 현저히 사라졌으며 간혈 난방에서도 난방이 되는 속도가 3.5시간에서 1.9시간으로 1.6시간 빨라졌다. 즉 세대내부 난방코일 30평형대 기준 약 700m를 통과하는 시간이 많이 소요됨을 알수 있다. 4) 11개 지역난방SYSTEM 공급단지(10,019세대)중 1개 단지 외 모두 시설운영이 미숙하였으며, 기술적인 이해도가 많이 부족하여 입주민의 불만 접수가 많았다. 위 3번항처럼 배관을 연결하여 일부유량을 BY-PASS 한경우는 별도로 운영시간이 줄어들며, 온도와 압력의 점검만 하여도 최소의 비용으로 최적의 효율성이 나타나는 것을 현장실험을 통하여 검증하였다.