공조설비에서의 난방방식은 건축물의 용도와 규모를 고려하여 방식을 선택해야하고 방식에 따른 에너지 효율성, 사용자의 쾌적성 등을 충분히 고려하여 설계하여 반영해야 합니다. 난방 방식은 열원을 방열기등을 통해 직접 난방을 하는 직접난방 방식이 있고 기계실에서 온풍을 실내로 보내 난방하는 간접난방 방식이 있습니다. 이번 글에서는 건물의 난방방식에는 무엇이 있고 각각의 장단점은 무엇인지 알아보겠습니다.
온수난방
온수난방은 보일러나 열원 장치에서 생산된 온수를 배관을 통해 각실의 방열기에 보내서 난방하는 방식입니다. 온수 난방은 과거 많은 건축물에서 사용하는 난방 방식이었습니다. 온수의 순환을 통해 온수의 온도와 온수량의 조절이 용이하고 실내온도 조절이 용이하다는 장점이 있습니다. 또한 난방수가 일정 온도를 유지하면서 천천히 열을 방출하므로 보일러의 고장 등 갑작스러운 상황에도 급격한 온도 변화 없이 안정적인 실내 환경을 제공합니다. 그러나 초기 설치비용이 다소 높고 배관 유지보수가 주기적으로 필요하다는 단점도 존재합니다. 또한 증기난방에 비하여 열용량이 크기 때문에 예열시간이 길어 난방온도에 도달하는 시간이 오래걸린다는 단점이 존재합니다. 온수 난방은 주기적인 관리가 되지않으면 배관의 부식으로 인한 누수 등의 문제가 발생하여 특히 관리가 많이 필요한 난방 방식입니다.
증기난방
증기난방은 고온·고압의 증기를 이용하여 증기가 가지고 있는 증발 잠열을 방출하여 난방하는 방식입니다. 증기난방의 경우 방열기를 차가운 외기의 영향을 많이 받는 창가에 설치하여 난방을 합니다. 증기 난방의 특징 중의 하나로 응축수가 신속하게 배출되지 못하면 증기의 흐름을 방해하고 증기에 밀려가면서 곡관 등에 부딪쳐 소음을 발생하는 스팀햄머 현상이 있습니다. 증기난방의 장점으로는 온도가 높아 방열 면적이 작고 배관이 작기 때문에 설비비가 저렴한 장점이 있습니다. 또한 온수난방과는 다르게 보유수량이 적어 열용량이 작기때문에 예열시간이 짧아 신속한 난방을 할수 있습니다. 또한 순환 동력 펌프가 없어도 공급이 가능합니다. 하지만 단점으로는 증기의 온도가 높기 때문에 실내의 상하온도차가 크다는 단점과 방열량 제어가 어려워서 실내온도 조절이 어렵다는 단점이 있습니다. 사용자의 측면에서는 증기 난방의 방열기의 표면온도가 높아 화상의 위험이 있다는 단점이 있습니다.
복사난방
복사난방은 열의 복사 방식을 활용해 실내 공간에 직접적인 열을 전달하는 시스템입니다. 주로 바닥, 벽, 천장 등을 가열하여 그 면에서 방사되는 복사열로 실내로 난방하는 방식입니다. 이 방식은 온수코일을 바닥 등에 매립하거나 전기 전열선을 매립하여 발열시키는 방식과 적외선 히터를 이용하여 난방하는 방식입니다. 이 방식은 실내의 상하 온도분포가 균일하고 복사열을 이용하기에 사용자의 쾌적도가 좋다는 장점이 있습니다. 또한 실내의 공기 온도가 낮아도 열손실이 적다는 장점과 방열기 등을 설치하지 않아 공간 이용도가 높다는 장점이 있습니다. 다만 단점으로는 해당 방식은 구조체에 온수코일 등을 매립하여 시공하기 때문에 유지보수가 어렵고 누수의 우려가 있다는 단점이 있습니다. 아파트의 바닥 난방 방식으로 인하여 자주 누수 사고가 발생하기도 하는데 이는 시공상의 하자도 있을 수 있지만 가장 큰 문제는 엑셀파이프의 보관의 문제로 인한 원인이 다수입니다.
온풍난방
온풍난방은 공조설비에서 가열된 공기를 실내에 공급하여 난방하는 방식으로 증기나 온수등의 열매체를 실내에까지 이동하지 않기 때문에 간접난방 방식입니다. 설치 방법으로는 온풍기를 실내에 설치하는 직접식과 덕트를 통해 온풍을 실내에 공급하는 덕트식이 있습니다. 이러한 방식은 예열시간이 짧아 연료 소비량이 적고 공조기에서 온습도의 조절이 가능하여 실내의 온습도 조절이 용이하다는 장점이 있습니다. 다만 단점으로는 취출되는 공기의 온도가 높기 때문에 실내의 상하온도차가 크고 쾌감도가 좋지 않다는 단점이 있습니다. 이러한 방식은 중앙 기계실 또는 공조실에서 온풍을 실내에 공급하는 방식으로 중앙 제어 시스템의 구축이 중요하고 상대적으로 넓은 공간의 난방 방식으로 적합합니다.
건축물의 난방 방식의 선택은 건축물의 용도에 따라 선택하는 것이 중요합니다. 거주 공간의 목적인 건축물에서는 쾌감도가 중요하기 때문에 복사난방 방식을 많이 채택하고 상업시설, 사무실 등에서는 온풍 난방의 방식을 많이 채택합니다. 각각 건물의 용도에 적절한 난방 방식을 채택하여 연료비, 쾌적도 등의 목적을 달성하시길 바랍니다.