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강물 에어컨


[한삼희의 환경칼럼] '강물 에어컨'

한삼희·논설위원

입력 : 2005.08.17 18:45 33'

에어컨은 방 안에서 방 바깥으로 열을 뽑아내는 기계다. 실내 온도가 25도, 실외는 35도라고 하자. 에너지는 원래 높은 데서 낮은 곳으로 흐르는 게 정상이다. 에어컨은 거꾸로다. 차가운 방에서 열을 억지로 뽑아내 뜨거운 실외로 퍼 올린다. 과학자들이 냉매(冷媒)라는 물질을 발명해서 이게 가능해졌다. 에어컨은 에너지의 흐름을 뒤집는 것이어서 압축펌프를 쓰게 된다. 이 압축펌프를 돌리는 데 전기가 사용되는 것이다.

에어컨의 문제는 방안을 시원하게 하는 대신 방 바깥으로 뜨거운 바람을 내보낸다는 데 있다. 누가 에어컨을 달면 그 사람은 시원해지지만 도시는 달아오르는 것이다. 이른바 ‘열섬’(heat island) 현상이다. 남의 에어컨 때문에 내 주변이 뜨거워지면 나도 덩달아 에어컨을 달지 않을 수 없다. 너도나도 에어컨을 달면 도시는 더 달궈진다. 도시가 더워지면 더워질수록 에어컨을 돌리는 데는 더 많은 전기가 든다. 25도에서 35도로 열을 올리는 것보다 25도에서 37도로 올리는 데 더 많은 에너지가 들 수밖에 없다.

지역냉방은 이런 문제를 해결해준다. 집집마다 달고 있는 에어컨은 실외기(室外機)를 통해 폐열을 그냥 바깥 공기로 버리고 있다. 이걸 모아서 강물로 버리자는 것이다. 공랭식(空冷式)이 아니라 강물을 이용한 수랭식(水冷式)인 것이다. 하천수를 쓰는 수랭식엔 여러 이점이 있다. 우선 열을 빨아들인 물은 도시 공기를 데우는 게 아니라 하천으로 돌아간다. 에어컨을 켜도 도시가 뜨거워지지 않는 것이다. 물은 열을 흡수하는 힘(비열·比熱)이 매우 커서 강물은 약간 데워질 뿐이다.

무엇보다 중요한 건 에너지를 절약할 수 있다는 점이다. 여름철 강물은 도시 공기보다 5~10도 정도 온도가 낮다. 도시 기온이 35도일 때 강물 온도는 27도라고 하자. 25도의 실내에서 35도의 바깥 공기로 열을 퍼 올리는 것보다 27도의 강물로 퍼 올리는 것이 훨씬 에너지가 덜 든다. 효율이 30%는 올라간다는 게 전문가 설명이다.

또 하나의 포인트는 냉방설비를 대형화할 수 있다는 점이다. 도심 한 블록의 여러 건물을 커다란 ‘강물 에어컨’ 네트워크로 연결시켰다고 하자. 강물을 파이프로 끌어올려 거대 에어컨의 냉각수로 쓴다. 여기서 만든 찬 바람을 건물들에 공급하는 방식이다. 설비가 커지면 에너지 효율은 늘어나는 법이다. 이렇게 지역냉방식 거대 에어컨을 만들면 관리도 용이해진다. 건물마다 에어컨을 돌리는 기계실을 만들 필요가 없다. 그리고 이런 지역냉방 시스템을 겨울엔 지역난방용으로도 쓸 수가 있다. 겨울엔 강물 온도가 대기온도보다 10도가량 높다. 이 ‘온도차 에너지’를 긁어모아 50~60도의 난방수를 만들 수 있다. 냉방기계의 열펌프를 거꾸로 돌리면 난방기계가 되는 것이다.

강물이나 바닷물을 냉각수로 쓰고 난방용으로도 쓰는 지역 냉난방 시스템이 일본 도쿄에만 65군데가 있다. 대체로 블록단위로 10개 쯤의 건물이 하나의 시스템으로 묶여 있다. 신주쿠의 도쿄도(都) 청사를 비롯한 초고층 빌딩들에 냉·난방을 공급하는 시스템은 설비용량이 20만㎾를 넘는다. 작은 화력발전소의 절반 정도 용량이다.

우리나라 한 여름 피크타임의 전력 소모량이 5400만㎾쯤 되고 그중 1200만㎾는 냉방용 전력이다. 100만㎾짜리 원자력발전소 1기를 건설하는 데 2조~2조5000억원의 돈이 든다. 우리는 여름철 냉방용으로만 쓰기 위해 25조원 이상을 들여 12개의 원전을 만들어 가동시키고 있는 셈이다. 왜 일본처럼 강물 에어컨 시스템을 생각하지 않는 지 모르겠다.

 
김혜원
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여름 한밤에 나가도 시원한 강바람조차 못쐬는 건 아닌가여?? 어차피 큰 건물 , 새로짓는 건물, 대단위 주거지역 부터 그런 시설 도입하게 되고 에너지 절감 혜택도 그들이 먼저 누릴텐데여.. 애초에 가만히 저 혼자 흐르는 강까지 이용할 만큼 도시를 뜨겁게 데운 주범들이 누군가요? 그런 큰 건물들아닌가요? 뭔가 자꾸 악순환이기만 느낌입니다.(08/17/2005 22:28:42)
김혜원
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와우! 그런 방법도 있었군뇨!! ^^ 어...근데 말씀하신대로 그런 강물을 이용하자면 도시 전체가 네트워크화된 단일 시스템이 되어가겠네요?? 그리구요..그렇게 강물의 수온이 올라가면 강 자체의 생태게엔 별 이상 없는건가요? 또하나, 서울의 경우라면 한강을 그리 이용해야한단 말씀인데 아시다시피 한강은 서울시민 전체의 것이죠. (08/17/2005 22:21:10)

 


 

2000.2         처음 썼고,
2002. 7. 19   가필하였고,
2004. 1. 2.    맞춤법에 맞게 고쳐 썼고,
2011. 10       스마트폰에도 알맞도록 고쳤습니다.