(원문) 대전도안신도시 한라비발디 아파트의 효율적 난방을 위한 온도조절기 설정법

제목: 대전도안신도시 한라비발디 아파트의 효율적 난방을 위한 온도조절기 설정법

작성자: 30x동 1xxx호 (2013년 12월 22일)

요약문: 본 자료는 대전도안신도시 한라비발디 아파트의 난방체계인 지역난방 시스템을 이해하고, 기 설치된 코텍의 난방설비들의 사용법을 정확하게 파악하며, 효율적이고 경제적인 난방을 위한 온도조절기 설정법을 공유하기 위해 작성되었다.

주의요망: 독자가 본 자료에서 익힌 지식을 바탕으로 직접 난방설정을 변경하고자 할 경우 (Do-It-Yourself), 반드시 모든 내용을 숙지한 상태에서 성공할 자신이 있을 경우 설정 변경을 실행하고, 문제 발생시 모든 책임은 설정변경을 실행한 독자 자신에게 있고, 본 작성자에게 귀책사유가 없음을 밝힌다. 심각한 문제 발생시 코텍 서비스센터(http://www.kotech21.com/)를 통해 유상/무상 서비스를 받을 수 있다.

서론: 대전도안신도시 한라비발디 아파트 (이하 한라비발디)는 2011년 6월 준공되었다. 아파트 난방체계는 지역난방으로서 인근 LH 집단에너지 사업소로부터 열량을 공급받아 단지내 열교환과정을 거쳐 각 가정에 난방수를 공급하는 방식이다. 각 가정에는 유량계가 설치되어 있으며 매달 사용한 난방수를 기준으로 난방요금이 부과되고 있다. 따라서 지역난방과 난방설비에 대한 사전지식이 부족하거나 무분별하게 난방을 시도할 경우 비효율적으로 난방이 될 뿐만 아니라 실제 사용한 열량보다 난방비를 과다부과하는 결과를 초래하게 된다. 본 자료에서는 작성자 본인이 개인적으로 파악한 한라비발디 난방에 관한 정보로서 이를 최대한 공개하고 공유함으로서 한라비발디 모든 입주자가 자신의 아파트 난방설비를 주체적으로 활용할 수 있게 하기 위해 작성되었다. 또한 입주자대표회의 및 관리사무소에서 한라비발디 난방 관련 입주자 기본교육시 기초자료로서 활용이 가능할 것이다.

지역난방 교육: 지역난방은 집단에너지 시설로서 기존의 중앙난방, 개별난방에 비해 난방비가 저렴한 것으로 알려져 있다. 하지만 지역난방에 대한 이해가 부족한 상태에서 기존 방식으로 온도조절기를 사용할 경우 “난방비 폭탄”을 맞는 경우가 종종 보고 되고 있다. 보통 아파트 입주시 지역난방과 난방설비에 관한 기본 교육이 실시되어 모든 입주민이 올바르게 지역난방과 난방설비를 활용할 수 있도록 지원이 제공되어야 했었지만, 최초 입주시기가 6월이었고, 관리사무소의 무관심 내지는 무지, 입주자대표회의의 늦은 결성에 의해 이런 교육과정이 생략되는 결과가 초래되었다. 이후 개별적으로 난방방식에 대한 정보가 교류되었으나 한라비발디 난방체계에 대한 전면적인 점검 및 교육은 아직도 실시되지 않고 있다.

열량계 혹은 유량계: 한라비발디에 설치된 난방계량기는 단순하게 사용된 난방수 양만을 확인하는 유량계이다. 이는 입수와 출수의 온도차이를 반영하여 사용된 열량을 계량하는 열량계와 다르다. 열량계를 사용할 경우 자신이 사용한 열량만을 난방비로 부과하기 때문에 난방비 폭탄이 발생하지 않지만, 유량계의 경우 난방수가 빠르게 유입되고 빠르게 출수될 경우 예상치 못하던 난방비 폭탄을 맞을 수 있다. 따라서 유량계가 설치된 한라비발디의 경우 올바른 난방설비 사용법에 관한 지속적인 교육이 반드시 필요하다.

효율적 난방: 현재 코텍에서 공급한 온도조절기에 의하면 두가지 방식으로 난방수를 사용을 조절할 수 있다. 첫번째 방식은 전통적인 방법으로 일정한 온도를 셋팅하는 방식이다. 이 경우 각방 온도조절기에 부착된 온도계로 각방 온도를 측정하여 기 셋팅된 온도에 도달할 때까지 난방수를 유입시키는 방식이다. 난방수가 계속 회전하여 열교환 과정이 일어나는 것이 아니고 한번 지나가고 집밖으로 나가는 방식이다 보니 일반적으로 난방비 폭탄이 발생하게 된다. 폭탄수준이 아니더라고 사용한 열량에 비해 더 많은 난방비를 부과하게 된다. 두번째 방식은 매시간 일정한 시간동안 난방수를 유입시키는 방식으로 간헐난방이라고 부른다. 난방수 유입시간에 따라 3분, 6분, 10분, 15분, 20분, 30분 등을 선택할 수 있고, 일반적으로 춥게 지내는 가정은 매시간 3분 내지 6분, 따뜻하게 지내는 가정은 15-20분을 사용하면 된다. 난방수를 일정시간 유입시켜 최대한 열교환이 이루어질 때까지 가둬놓은 방식으로, 유량계가 설치된 한라비발디의 경우 간헐난방이 더 효율적이고 경제적인 난방방식이다. 실제로 한라비발디 많은 가정에서 간헐난방으로 효율적이며 경제적인 지역난방의 혜택을 즐기고 있지만, 또 다른 많은 가정에서는 난방비 폭탄을 걱정하며 온도조절기를 껐다 켰다 반복하며 가슴 졸이고 있다.

거실 간헐난방: 다른 평형의 경우도 마찬가지라고 알고 있지만, 40평의 경우 각방의 온도조절기가 간헐난방 옵션을 제공하고 있지만, 거실 온도조절기의 경우 간헐난방을 사용할 수 없고 온도셋팅 방식을 사용해야 한다. 이 때문에 각방의 온도와 거실의 온도가 불균형이 심각하게 발생하고, 거실 온도를 끌어올리기 위해 과량의 난방수를 사용하게 된다. 거실에 간헐난방을 추가하기 위해서는 코텍이 공급한 온도조절기 및 난방설비 사용법에 대한 구체적인 이해가 필요하다.

코텍 공급 난방설비: 한라비발디 난방설비는 코텍이 공급한 각방 코일, 유량계, 온수분배기, 볼밸브 및 전동구동기, 밸브제어상자, 거실 온도조절기, 각방 온도조절기로 구분된다. 각방 온도조절기에서 난방방식에 대한 정보가 저장되면, 밸브제어상자에서 밸브의 on/off 정보가 생산되고, 이 정보를 사용하여 전동구동기에 의해 볼밸브가 열리고 닫힘으로서 난방수 유입을 조절한다. 40평의 경우 총 7개의 코일이 깔려 있으며, 거실 2개 (87m, 65m), 안방 1개 (43m), 드레스룸 1개 (76m), 다용도실 1개 (46m), 침실1 1개 (84m), 침실2 1개 (95m)로 구분되고, 각 볼밸브는 출수관에 부착되어 있다. 코일 번호는 0-6번까지 번호를 붙이는 방식으로 침2(0), 침1(1), 거실1(2), 거실2(3), 다용도(4), 드레스(5), 안방(6)으로 설정되어 있다. 온도조절기는 총 5개 부착되어 있는데, 거실 1개, 안방 1개 (방1),침실1 1개 (방2), 침실2 1개 (방3), 다용도실 1개 (방4)로 구분된다. 각 온도조절기는 코일 두개까지 담당할 수 있는데, 기 셋팅된 방식에 의하면

거실온도조절기: 거실1, 거실2 코일 

방1 온도조절기: 드레스, 안방 코일 

방2 온도조절기: 침실1 코일

방3 온도조절기: 침실2 코일

방4 온도조절기: 다용도 코일

를 담당하고 있다. 거실에 간헐난방을 하기 위해서는 거실1, 거실2 코일을 방2, 방4 온도 조절기에 부가함으로서 구현 가능하다. 즉,

거실온도조절기: dummy

방1 온도조절기: 드레스, 안방 코일 

방2 온도조절기: 침실1, 거실1 코일 

방3 온도조절기: 침실2 코일

방4 온도조절기: 다용도, 거실2 코일

이렇게 셋팅할 경우 거실 온도조절기는 볼밸브 조절에 있어서는 dummy가 되지만, 전체 구성에 있어 셋팅을 변경할 때 꼭 필요하고 거실 온도계 기능을 수행하게 된다.

유량코드: 각 코일은 길이에 따라 볼밸브의 열림정도를 조절하는 유량코드를 할당해야 한다. 즉 길이가 긴 코일은 볼밸브를 활짝 열어 많은 난방수를 유입시켜야 하고, 길이가 짧은 코일은 볼밸브를 살짝 열어 상대적으로 적은 난방수를 유입시켜야 한다. 그렇지 않고 모든 볼밸브가 활짝 열려있으면 짧은 코일을 경우 빨리 뜨거워지고 긴 코일일 경우 느리게 뜨거워져서 전체적으로 난방불균형이 발생하게 된다. 코텍이 제공한 취급설명서에 의하면 난방수의 특정압력의 경우 코일 길이에 따른 유량코드가 16진수 값으로 제공되고 있다. 본 작성자가 취급설명서를 참조하여 계산한 각 코일별 유량코드는 다음과 같다.

40평 코일번호(유량코드): 0(B), 1(9), 2(A), 3(7), 4(5), 5(8), 6(5)

이를 이용하여 거실 간헐난방을 추가하기 위해서는 각 온도조절기에 다음과 같은 밸브 및 유량코드를 설정해야 한다.

40평 밸브-유량코드: 거실: (77:77), 방1: (58:65), 방2: (19:2A), 방3: (0B:0B), 방4: (37:45)

310 설정방법: 이러한 설정코드를 셋팅하려면 거실온도조절기를 이용해야 한다. 한라비발디에 설치된 거실 온도조절기는 MRC-310 모델로서 코텍 홈페이지에 공개된 모델들과 일부 차이가 있어, 코텍 본사 엔지니어를 통해 직접 전달받는 “310 설정방법” 파일을 참조해야 한다. 설정 변경시 특히 주의해야 할 것은 N2값이 2로 설정되어야 하고 (지역난방, off시 모두 닫힘), 반드시 설정변경 후 각방 온도조절기와 볼밸브 on/off가 예상대로 동작하는지 확인해야 한다. 이때 지정된 방식으로 볼밸브가 동작하지 않을 경우, 밸브제어 상자의 전원코드를 뽑아 리셋시키고, 다시 전원을 연결한 후 30분 이내에 설정변경을 마무리함으로서 문제를 해결할 수도 있다.

세대단말기의 우리집 난방제어 사용법: 거실 벽면에 부착되어 있는 세대단말기의 우리집 제어를 터치해 보면 난방항목이 있고, 이를 터치하면 각방의 온도를 확인할 수 있고 각방 온도조절기도 제어할 수도 있다. 이는 세대단말기와 밸브제어상자가 RS-485 통신(인터넷 통신 규격)을 하고 있기 때문에 가능한데, 이 기능에 장애가 있다면 밸브제어상자의 RS-485 통신 단자의 연결 불량일 가능성이 있다. 코텍에 AS 요청하거나 직접 RS-485 단자 접속 부분 수리를 시도할 수 있다. 이 기능을 통해 모든 난방을 일시정지 시키거나 일시정지를 해제함으로서 모든 볼밸브의 간헐난방을 동기화할 수 있다. 간헐난방이 모두 동기화되었을 때 난방불균형 없이 가장 효율적으로 난방이 가능하지만, 시간이 흐르면서 점차 비동기화되는 경향이 있어 3-4일에 한번 꼴로 동기화 과정을 거치고 있다.

난방수 사용량 계산법: 관리사무소에 셋팅한 난방수 공급압력이 의해 변경되지만 대략 1분당 0.01 m^3 (ton)의 난방수가 유입된다. 일정압력으로 공급되기 때문에 몇 개의 코일이 열려있느냐와 상관없이 하나라도 열린 시간에 비례해서 난방수의 사용량이 결정된다. 따라서 매시간 동기화해서 6분씩 난방수를 유입하면 하루에 1.44 ton의 난방수를 사용하게 되고, 이것이 비동기화되어 매시간 10분씩 열린다면 2.4 ton의 난방수를 사용하게 된다. 이를 30일로 계산하면 40-70 ton 정도를 사용하게 되고 ton당 1000원의 난방수 단가를 적용하면 난방비가 매달 4만원-7만원 정도 나오게 된다.

적용사례: 본 연구결과는 지난 겨울 2013년 1월 중순부터 30x동 40평형 아파트에 적용되었고, 난방비 절감 효과가 2013년 2월 관리비고지서에 본격적으로 눈에 띄게 나타나기 시작했다 (아래 그림 참조). 2월 들어서 환경적으로 날씨가 따뜻해지는 영향도 있겠지만, 거실 포함 간헐난방을 도입함으로서 전년에 비해 10만원 이상 관리비를 절약할 수 있게 되었다. 또한, 3분-6분 간헐난방을 적용하여 실내온도를 23-24도로 유지할 수 있었다.

그림: 난방비 절감 사례 (40평형)

간헐적 난방 성공 사례

볼밸브 고착화 방지: 볼밸브는 기계적인 부품으로 고착화를 방지하게 위해 여름에도 3일에 한번 회전하도록 설계되어 있다. 여름에 0.01 ton씩 3일에 한번씩 난방수를 사용하는 것이 이런 사정 때문이다. 최근 작성자 본인 아파트의 7번째 볼밸브가 고착화되어 코텍 기사를 통해 AS를 받았는데, 기사가 고치는 방식이 일자 전동드라이버를 이용해서 고착화된 볼밸브가 풀릴 때까지 열심히 돌리는 단순한 방법이었다. 볼밸브가 단순 기계적인 부품이기 때문에 50바퀴 이상 돌려서 고착화된 부위의 찌꺼기를 제거하는 경험적인 방법으로 보인다. 볼밸브 고착 등으로 난방비가 과다 부과된 사례가 한라비발디 홈페이지나 와이프 전언 등으로 알 수 있었는데, 이를 방지하기 위해서 매년 특정기간 (10월) 볼밸브를 다수 회전시키는 방식으로 찌꺼기 제거 작업을 하는 것이 도움이 될 듯하다.

결론: 이상과 같이 한라비발디 난방시스템을 체계적으로 이해하고 거실 간헐난방을 효과적으로 달성할 경우, 월 10만원 이하에서 효율적이며 경제적인 지역난방 활용이 가능할 것으로 생각된다.

감사의 글: 본 연구 및 자료작성은 작성자 와이프의 문제제기 및 지원을 받아 수행되었고, 재능기부의 공익적인 목적을 가지고 준비되었다.

참고문헌 및 기타: 대부분 코텍이 홈페이지에 공개한 사항을 바탕으로 작성되었고, 특히 310 설정방법은 코텍 엔지니어를 통해 직접 전달받았다. 한라비발디 40평 다른 모델이나 50평의 경우 코일길이, 유량코드 등 추가적인 연구가 필요하나, 난방에 관한 기본지식의 적용은 매우 유사할 것으로 여겨진다. 또한 한라비발디에 한정하여 난방시스템이 분석되고 관련지식이 적용되었지만, 유사한 지역난방과 난방설비를 사용하는 전국의 다른 아파트에도 적절하게 응용 가능하다.