기계식 환기장치의 종류

 

건물의 에너지효율성을 향상시키기 위해서 높아진 단열성과 기밀성은 뜻하지 않은 난관에 부딪치고 있다. 다름아닌 실내공기질을 저하시키는 내부 생성오염물질의 축적이다. 충분하지 못한 실내공기의 질은 실내 거주자의 건강, 인지기능, 생산성 및 복지 등에 부정적인 영향을 미치기 때문에 모든 건물에서 심각한 문제이다.

미국 환경보호국(EPA)에 의하면 평균적인 실내생활은 외부보다 약 72% 더 화학물질에 노출되고 있고 오염물질의 실내수준은 실외보다 2배 ~ 5배 더 높아서 단기적으로는 알레르기, 두통 및 천식과 같은 건강문제뿐만 아니라 장기적으로 암, 간질환 및 신장손상과 같은 문제의 발생가능성을 높인다고 한다.  또한 미국 하버드와 버클리 연구진에 의하면 실내공기의 질이 부족하면 인지장애가 발생해서 사고에 부정적인 영향을 줄 수 있다고 한다.

 

따라서 자신뿐만 아니라 가족들의 건강 더 나아가서는 실내에서 일하고 생활하는 대부분의 사람들의 건강과 삶의 질의 향상을 위해서 내부의 오염된 공기를 외부의 신선한 공기로 지속적으로 교환시켜야 되는 필요성이 대두되는 것이다. 가장 기본적인 자연환기말고 기계식 환기장치에 대해서 알아본다. 기계식 환기장치에는 배기, 공급, 균형, 에너지회수 장치로 나눌 수 있다.

 

배기환기장치 개념 및 장점 :

• 배기 환기 시스템은 구조를 감압하여 작동한다. 이 시스템은 집에서 공기를 배출하여 건물 외피의 누출 및 의도적 인 수동 통풍구를 통해 외부에서 보충되는 압력 변화를 일으킨다. 더운 기후에서는 감압이 습기 찬 공기를 외벽으로 끌어 들여 응축되어 습기를 유발할 수 있으므로 배기 환기는 추운 기후에 가장 적합하다.
• 배기 환기 시스템은 설치가 비교적 간단하고 저렴하다. 일반적으로 배기 환기 시스템은 집안의 중앙에 위치한 단일 배기 지점에 연결된 단일 팬으로 구성된다. 더 나은 디자인은 팬을 여러 방, 바람직하게는 욕실 및 주방과 같이 오염 물질이 생성되는 방의 덕트에 연결하는 것이다.
• 창문이나 벽을 통한 조정 가능한 수동 통풍구를 다른 방에 설치하여 건물 외피의 누출에 의존하지 않고 신선한 공기를 유입시킬 수 있다. 그러나 수동 통풍구는 제대로 작동하기 위해 환기 팬으로 유도 된 것보다 더 큰 압력 차이가 필요할 수 있다.

 

 

고려 사항 :

• 배기 환기 시스템의 한 가지 고려할 점은 신선한 공기와 함께 오염 물질이 유입 될 수 있다는 것이다. 여기에는 지하 공간의 라돈과 곰팡이, 다락방의 먼지, 연결된 차고의 연기 및 벽난로 나 화석 연료 온수기 또는 보일러의 연도 가스가 포함된다. 이러한 오염 물질은 배기 환기 시스템이 작동 중일 때 욕실 팬, 레인지 팬 및 의류 건조기 (작동하는 동안 가정의 압력을 낮추는 장치)가 실행될 때 특히 중요하다.
• 배기 환기시스템은 집으로 공급되는 보충 공기의 수분을 제거하지 않기 때문에 배기 시스템은 에너지 회수 환기 시스템에 비해 난방 및 냉각 비용을 높일 수 있다.

 

 

 

 

공급환기 장치의 개념 및 장점

• 공급 환기 시스템은 팬을 사용하여 구조물에 압력을 가하여 외부 공기가 건물 안으로 들어가도록하면서 욕실 및 레인지 팬 덕트 및 의도적 통풍구의 구멍을 통해 건물 밖으로 공기가 누출되도록 한다.
• 배기 환기 시스템과 마찬가지로 공급 환기 시스템은 설치가 비교적 간단하고 저렴하다. 일반적인 공급 환기 시스템에는 침실과 거실과 같이 거주자가 가장 많이 사용하는 하나의 방, 바람직하게는 여러 개의 방에 신선한 공기를 유입시키는 팬 및 덕트 시스템이 있다. 이 시스템에는 다른 방에 조절 가능한 창문이나 벽 통풍구가 포함될 수 있다.
• 공급 환기 시스템을 사용하면 배기환기 시스템에 비해 집으로 들어오는 공기를 더 잘 제어 할 수 있다. 공급 환기 시스템은 집에 압력을 가함으로써 생활 공간의 실외오염 물질을 최소화하고 벽난로와 가전 제품에서 발생하는 연소 가스의 역류를 방지한다. 공급환기 장치는 집안으로 유입되는 실외 공기를 여과하여 꽃가루와 먼지를 제거하거나 제습하여 습도를 제어 할 수 있다.
• 공급 환기 시스템은 덥거나 혼합 된 기후에서 가장 잘 작동한다. 집에 압력을 가하기 때문에이 시스템은 추운 기후에서 습기 문제를 일으킬 수 있다. 겨울철에는 공급 환기 시스템으로 인해 외부 벽과 천장의 임의의 개구부를 통해 따뜻한 실내 공기가 누출된다. 내부 공기가 충분히 습하면 외부 벽의 다락방이나 차가운 외부 부분에 습기가 응축되어 결로, 곰팡이 및 부패가 발생할 수 있다.

고려 사항 :

• 배기 환기 시스템과 마찬가지로 공급 환기 시스템은 집에 공급되는 보충 공기에서 습기를 제거하지 않는다. 따라서 에너지 회수 환기 시스템에 비해 가열 및 냉각 비용이 높아질 수 있다.
• 별도의 장소에서 집안으로 공기가 유입되기 때문에 겨울철에는 냉기 통풍을 피하기 위해 배송 전에 실외 공기와 실내 공기를 혼합해야합다. 인라인 덕트 히터가 또 다른 옵션이지만 운영 비용이 증가한다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

균형환기장치의 개념 및 장점

• 균형 환기시스템은 적절하게 설계되고 설치된 경우 구조물에 압력을가하거나 감압하지 않는다. 오히려, 거의 같은 양의 신선한 외부 공기와 오염된 내부공기를 유입 및 배출한다.
• 균형 환기시스템에는 일반적으로 2 개의 팬과 2 개의 덕트 시스템이 있다. 모든 방에 신선한 공기 공급 및 배기구를 설치할 수 있지만 일반적인 균형 환기시스템은 거주자가 가장 많은 시간을 보내는 침실과 거실에 신선한 공기를 공급하도록 설계된다. 또한 부엌, 욕실 및 세탁실과 같이 습기와 오염 물질이 가장 많이 발생하는 방에서 공기를 배출한다.
• 일부 설계는 단일 지점 배기 장치를 사용하며 외부 공기를 직접 공급하기 때문에 균형 환기시스템을 통해 필터를 사용하여 외부 공기에서 먼지와 꽃가루를 제거하여 집안으로 유입시킬 수 있다. 균형 환기시스템도 모든 기후에 적합하다.

 

 

고려 사항 :

• 공급 및 배기 시스템과 마찬가지로 균형환기 시스템은 집에 공급되는 공기를 가열하거나 수분을 제거하지 않는다. 따라서 에너지회수 환기시스템과 달리 가열 및 냉각 비용이 높아질 수 있다. 환기 시스템을 공급하는 것과 유사하게 겨울에 냉기 통풍을 피하기 위해 공급 전에 실외 공기와 실내 공기를 혼합해야한다.
• 두 개의 덕트 및 팬 시스템이 필요하기 때문에 균형 환기시스템은 일반적으로 공급 또는 배기 시스템보다 설치 및 작동 비용이 더 비싸다.

 

 

 

 

 

 

에너지회수 환기장치의 개념 및 장점

• 에너지회수 환기시스템은 에너지 손실을 최소화하면서 집을 환기시키는 통제된 방법을 제공한다. 따뜻한 내부 배기 공기에서 신선하고 차가운 외부 공급 공기로 열을 전달하여 겨울철 통풍 공기 난방 비용을 줄인다. 여름에는 내부 공기가 따뜻한 공급 공기를 냉각시켜 냉각 비용을 줄인다.
• 에너지 회수 시스템에는 ERV (Energy Recovery Ventilators) 및 HRV (Health Recovery Ventilators)의 두 가지 유형이 있다. 두 가지 유형 모두 열교환기, 기계 및 제어장치를 통해 공기를 공급하는 하나 이상의 팬을 포함한다. 작은 벽 또는 창 장착 모델이 있지만 대부분 자체 덕트 시스템 또는 공유 덕트가 있는 중앙의 집 전체 환기 시스템이다.
• ERV와 HRV의 주요 차이점은 열교환기가 작동하는 방식이다. ERV를 사용하면 열교환기는 열에너지와 함께 일정량의 수증기를 전달하는 반면 HRV는 열만 전달한다.
• 겨울에는 ERV는 배기공기의 습기 중 일부를 차고 건조한 겨울 공기로 전달하기 때문에 실내 공기의 습도는 더 일정하게 유지된다. 또한 열교환기 코어를 따뜻하게 유지하여 결빙 문제를 최소화한다.
• 여름에는 ERV가 들어오는 공기의 일부 수증기를 집을 떠나는 건조한 공기로 전달하여 집안의 습도를 제어하는​​데 도움이 될 수 있다. 에어컨을 사용하는 경우 ERV는 일반적으로 HRV보다 더 나은 습도제어 기능을 제공한다.
• 대부분의 에너지 회수 환기 시스템은 배기 기류에서 에너지의 약 70-80 %를 회수하고 컨디셔닝 목적으로 해당 에너지를 유입 공기로 전달할 수 있다.

 

 

 

고려 사항 :

• 일부 에너지 회수 환기 시스템은 다른 환기 시스템보다 설치 비용이 더 많이들 수 있다. 일반적으로 단순성은 비용 효율적인 설치의 핵심이다. 설치 비용을 절약하기 위해 많은 시스템이 기존의 덕트라인을 공유한다. 복잡한 시스템은 설치 비용이 더 많이들 뿐만 아니라 일반적으로 유지보수가 많이 필요하고 더 많은 전력을 소비한다.