공동주택은 각 세대별로 냉방수요에 대한 편차가 크기 때문에 에너지효율적인 지역냉방을 공동주택에 도입하기 위해서는 지금까지 사용돼온 중앙집중식 대규모 냉방보다는 개별식 소규모 냉방기술에 대한 개발이 필요하다. 한국과학기술원(KIST)은 지난 1999년부터 공동주택 지역냉방 도입을 위해 꾸준한 연구활동을 계속해오고 있다. 데시컨트 냉방시스템 개발을 이끌고 있는 이대영 도시에너지연구단장을 만나봤다.

■ 데시컨트 냉방이 무엇인가

열이용 냉방기술인 데시컨트냉방은 실리카 겔(silica gel), 제올라이트(zeolite) 등의 제습제를 이용해 공기 중의 습기를 제거해 냉방하는 기술이다.

건조한 공기 속에서 물 증발이 활발히 일어나는 현상을 이용해 공기 온도를 낮춰 냉방을 공급하는 원리로 제습기는 회전하는 로터(rotor)의 형태가 돼 로터의 일부에서 흡착 및 제습이 일어나고 다른 부분에서는 탈착, 재생이 일어난다.

제습기에 흡착, 흡수된 수분을 날려 보내고 제습기를 재생할 때에 열이 필요한데 근처 주택 단지에 있는 열병합발전소로부터 70℃의 배열을 공급받는다. 추가적으로 사용되는 에너지는 제습로터를 돌리는 모터와 바람을 일으키는 팬에 의해 소모되는 전기 정도다. 열병합발전소는 여름철 열수요가 거의 없어 가동 중지하고 있기 때문에 제습냉방이 보급될수록 열병합발전소의 가동률도 높아져 국가 전체 전기생산량을 늘릴 수 있는 효과도 얻게 된다.

또한 데시컨트 냉방시스템은 온도와 습도의 독립적인 제어가 가능하며 잠열부하 처리가 용이하므로 외기 도입량이 큰 경우에도 충분한 성능을 발휘할 수 있다. 특히 냉매를 사용하지 않으므로 CFC계열의 냉매에 의한 오존층 파괴, 온실효과 등이 전혀 없어 환경친화적이다.

국가에너지기구(IEA)는 1974년 경제협력개발기구(OECD) 국가간의 에너지기술 협력 기구로 발족된 후 최초의 국제협력 연구로 태양열 냉난방기술 개발을 채택한 바 있다.

이 과제의 중요 기술로 진행된 연구가 제습냉방기술이다. 독일, 프랑스, 영국 등 유럽국가들이 주도적으로 진행한 이 연구에서 시작품 개발 및 실증연구가 이뤄졌다. 이 연구는 EU의 연구개발보급지원 사업인 ‘EU Framework Program’과도 연계돼 진행되고 있으며 2008년 ROCOCO(Reduction of costs of Solar Cooling systems) 프로젝트에서는 그동안의 실증 연구에 대한 조사분석 및 보급확대를 위한 방안이 강구됐다.

이 프로젝트에서는 전 세계에 설치된 태양열 냉방시스템에 대해 시스템 구성, 설치 및 운전 비용을 조사 분석했다. 그 결과 제습냉방시스템이 흡수식을 비롯한 여타 태양열 냉방기술에 비해 초기비용 및 운전유지비용 측면에서 가장 경제적인 것으로 평가됐다.

그런 노력들의 결과로 저온열원을 이용하는 데시컨트 냉방시스템이 2008년 데시컨트 냉방분야 세계 최고기업인 문터스(Munters)에서 상용화됐으며 태양열이나 폐열 등을 이용한 냉방기술도 보급이 진행되고 있다.