중앙식 공기조화 방식은 대형 건물이나 상업시설 등에서 효율적인 냉난방과 환기를 제공하는 핵심 설비 시스템입니다. 중앙식 공기조화는 기계실에서 조화된 공기를 실에 공급하는 방식으로 공기를 직접 혹은 간접적으로 조절하여 실내 환경을 쾌적하게 유지할 수 있습니다. 공기조화 방식에 따라서 전공기 방식, 수-공기 방식, 전수 방식으로 나뉘어 각각의 구조와 운용 특성이 다르기 때문에 본 글에서는 중앙식 공기조화 방식의 구조, 장단점, 활용 사례를 비교하고 자세히 알아보겠습니다.
전공기 방식
전공기 방식은 이름 그래도 공기만들 매개체로 활용하여 실내의 냉방, 난방, 환기하는 방식입니다. 이 방식은 가장 전통적이고 널리 사용되는 중앙식 공기조화의 방법입니다. 이 방식에서 가장 중요한 역할을 하는 장치는 공기조화기(AHU, Air Handling Unit)입니다. 공기조화기에서 냉각 및 가열된 공기를 덕트를 통해서 실내 공간으로 분배합니다. 덕트가 열원 수송의 주 매계체이므로 전수 방식에 비해 관경이 크기 때문에 공간을 많이 차지할 수 있습니다. 다만 실내 공기질을 직접적으로 제어할 수 있어 쾌적한 환경 유지에 유리합니다. 이 방식의 장점은 공기의 오염원을 제거하고 필터링하여 청정한 상태로 공급할 수 있다는 점입니다. 따라서 대류모 인원이 사용하거나 공기질 관리가 중요한 병원, 학교, 대형 사무실 등에서 위생 관리가 중요한 시설에 자주 채택됩니다. 반면에 덕트 길이가 길어질수록 송풍기 전력 소모가 커지며 실별 제어가 어렵다는 단점이 있습니다. 또한 여러개의 실이 하나의 시스템을 공유하기 때문에 각각의 요구조건을 반영하기 어렵습니다.
수-공기 방식
수-공기 방식은 운송수단으로 물과 공기를 동시에 사용하여 실내 환경을 조절하는 시스템입니다. 일반적으로 냉수나 온수가 코일을 통해 실내 기기에 공급되고 여기에 송풍기를 통해 공기를 불어넣어 공기의 열 교환을 유도한 후 실내로 방출하는 구조를 갖습니다. 이 방식은 덕트 병용 팬 코일 유닛(FCU, Fan Coil Unit)을 이용합니다. 이방식은 전공기 방식의 방법과 전수 방식의 팬코일 유닛 방식을 병용하는 경우로 수배관과 공조배관을 동시에 사용하는 경우입니다. 해당 방식은 전수 방식과 전공기 방식의 장점을 결합하고 단점을 보완한 방식입니다.
전공기 방식보다는 상대적으로 실별 온도제어가 가능하다는 장점이 있습니다. 특히나 각각의 실의 온도 제어가 필요한 호텔, 병원, 아파트 등에서 유리합니다. 하지만 이 방식은 수배관에서 누수 및 동파의 위험이 있고 송풍량이 적어서 전공기 방식에 비해 청정도가 떨어진다는 문제점이 있습니다.
전수 방식
전수 방식은 공기 대신 물만을 열 매개체로 사용하는 시스템입니다. 이 경우는 공기를 직접 취급하지 않고 중앙 기계실로 부터 냉수 또는 온수만을 실내기기에 순환시기는 것이 특징입니다. 이 방식은 팬코일유니트 방식, 복사 냉난방 방식이 있습니다. 공기를 취급하는 방식에 비해 덕트 설비가 없어 천장 공간의 확보에 유리하고 가장 큰 소음 문제가 없어 장점이 있습니다. 다만 이 방식은 외기 도입이 어려워 실내공기의 오염도가 높아져 쾌적도를 떨어트릴 가능성이 높습니다. 또한 수배관을 사용하기에 누수의 우려가 있습니다. 다만 덕트가 필요 없어 건축 설계에 자유도가 높으며 에너지 효율도 뛰어난 편입니다. 중앙식 공기조화의 방식은 건축물에 따라 다양한 방식으로 적용이 가능합니다. 다만 설계 시 건축물의 목적을 충분히 반영하여 설계하여야 하고 현재는 중앙식 공조방식에 개별 EHP를 사용하여 각각의 단점을 보완하고 장점을 취하는 방식을 택하고 있습니다.