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1) 환기에 수반되는 반송동력의 절감 대책
반송동력은 공기를 이동시키는 데 필요한 동력으로, 주로 팬(송풍기)의 소비 전력을 의미한다. 이 동력을 절감하는 대책은 다음과 같다.
- 덕트 시스템 최적화: 덕트의 크기를 적절하게 설계하여 공기 속도를 낮추면 마찰 손실이 줄어들어 팬의 동력이 감소한다. 또한, 덕트의 굴곡을 줄이고 직관 구간을 늘리면 압력 손실이 줄어든다.
- 고효율 팬 및 모터 사용: 팬 자체의 효율이 높거나 인버터가 장착된 고효율 모터를 사용하면 운전 부하에 따라 회전수를 조절하여 에너지 소비를 최소화할 수 있다.
- 차압 제어(VAV 시스템): 가변 풍량(VAV) 시스템을 적용하여 필요한 만큼만 공기를 공급함으로써 팬의 운전 동력을 줄인다.
2) 환기에 기인하는 공조 부하(외기 유입에 따른 부하)의 절감 대책
외기 유입 부하는 외부 공기를 실내로 들여올 때 발생하는 냉난방 부하를 의미한다. 이 부하를 줄이는 것은 전체 공조 시스템의 에너지 효율을 높이는 데 매우 중요하다.
- 환기량 최적화: 실내 CO2 농도, 재실 인원 등 실내 환경을 실시간으로 감지하여 필요한 만큼만 외기를 도입하는 **수요 제어 환기(DCV)**를 적용한다. 이는 과도한 환기로 인한 에너지 낭비를 막는다.
- 외기 냉방(Free Cooling): 외부 공기의 온도가 실내 공기보다 낮을 때(주로 동절기), 냉동기를 가동하는 대신 차가운 외부 공기를 직접 유입하여 냉방에 활용한다.
- 전열교환기 사용: 배기되는 실내 공기의 열과 습도를 회수하여 들어오는 외기의 온습도를 조절하는 전열교환기를 사용한다. 이는 다음 절에서 더 자세히 설명한다.
3) 배기의 열 회수 대책
열 회수는 배기되는 공기의 에너지를 버리지 않고, 새로 유입되는 외기의 냉난방에 활용하여 에너지 소비를 줄이는 기술이다.
- 현열교환기: 배기 공기와 외기 사이의 온도차만을 이용하여 열을 교환한다. 주로 온도가 중요한 곳에 사용된다.
- 전열교환기: 온도뿐만 아니라 습도까지 교환하는 열교환기로, 냉난방 부하 외에 잠열 부하까지 절감할 수 있어 에너지 절감 효과가 매우 크다.
- 히트파이프(Heat Pipe): 열전달 효율이 높은 히트파이프를 이용하여 배기의 열을 회수한다. 별도의 동력이 필요 없어 운전 비용이 낮다.
- 축열 시스템: 심야 전력을 이용하여 저렴한 비용으로 열(온수 또는 냉수)을 생산하여 저장한 뒤, 주간에 사용함으로써 전력 피크를 억제하고 에너지 비용을 절감한다.
이러한 열 회수 시스템은 외기 부하의 상당 부분을 줄여 냉난방 장비의 용량을 줄일 수 있게 하고, 운영 비용을 크게 절감하는 효과를 가져온다.
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