HOME > 기술자료 > Technology1
 
 
 
KOREAN | ENGLISH

1981년에 NASA는 처음으로 우주왕복선을 쏘아 올렸다. 이것은 외계에서의 극한온도에 대처 할 수 있는 기술이 있었기 때문에 가능했으며, 이러한 기술은 오늘날 지구상에 살고 있는 인간들이 습기를 조절한다던가 높은 에너지 비용을 절약하는데 유용하게 사용되고 있다. 이것이 바로 획기적으로 에너지를 절약 하면서 비교적 낮은 비용으로 습기를 조절 할 수 있는 히트 파이프 기술로서 우리 인간이 추구하는 많은 응용분야에 사용되고 있다.

 
우리는 여름철 창문이나 벽체 또는 부엌 등에서 공급공기의 응축으로 말미암아 곰팡이가 발생하고 이로 인한 악취 발생 또는 불쾌감을 느낀 경험을 가지고 있다. 우리가 부엌에서 요리할 때 발생하는 증기 또한 습기발생의 원인이 되고 있다. 우리가 경험하고 있는 이러한 문제들 때문에 우리는 냉방능력을 크게 증가 시키는 경향이 있다. 실제적으로 실내에서 필요로 한 냉방수준을 유지할 수가 없기 때문에 우리는 냉방용량을 17.5 냉동톤 에서 20 톤 으로 증대시킬 계획을 가지고 있었다.

이처럼 특이한 도서관에서 히트 파이프를 설치 하게 된 배경에는 재미있는 과정이 있었다. 도서관이 건축된지 20년이 지났는데 처음에는 습기문제가 없었다. 그러나 건물의 에너지를 절약하기 위하여 건물의 기본 시스템을 몇차례 바꾸기 시작 했다. 예를들면, 지붕에서의 열손실 방지를 위하여 네 겹으로 보온시공을 다시 했고 창문에서의 열 손실을 막기 위하여 보온 필름을 시공 하였다. 또한 냉방 과정에서 재 가열장치의 작동을 중지 하자 곧바로 습기문제가 발생 하였다. 상대습도는 대략 55% ~ 70% 사이에서 유지 되었으나 도서관에 보관중인 책에는 곰팡이가 생겨나기 시작했다.

미국 남부지방의 버거킹 에서는 실내 벽지에 곰팡이가 발생하고 건물 내에는 습기가 너무 많아 심각한 실내환경 문제로 고통을 받아왔다. 따라서 우리는 여러 가지 형태의 냉방기술을 조사하게 되었고 일반적인 공기조화 시스템, 건조공기 시스템 등을 시도 하였으나 최종적으로 히트 파이프 시스템을 채택 하게 되었다. 이제는 미국 남부지방에 있는 다섯개의 버거킹 지점과 디트로이트 지점에 히트 파이프 시스템이 설치 되어 있는데 이 시스템을 사용한 후부터 제습문제는 완전히 해결되었다.

 
 
현재 약 5000여 곳에 히트 파이프 시스템이 설치되었으나 이중에서 3곳에서만 문제점이 발견 되었다. 그러나 발생한 문제도 시스템 자체의 문제라기 보다는 외부적인 하자 요소에 기인한 것이었다. 히트 파이프 자체는 움직이는 부분이 없기 때문에 거의 정비가 필요치 않을 뿐만 아니라 가격이 저렴하고 에너지 소비가 없다. 히트 파이프는 공기 조화기의 냉각코일이 더 낮은 온도에서 작동 가능하게 함으로써 실질적으로 공기조화기의 습기제거 능력을 증가시켜 준다. 더 많은 습기를 제거해 줌으로써 더 높은 온도에서도 실내 공기를 쾌적하게 유지해 줄 수 있기 때문에 전체적으로 에너지 절약이 가능하여 그만큼 전기요금이 경감되고 있다.
 
 
1982년에 개장한 본 박물관은 원래는 대형창고였던 건물을 소장품 전시를 위하여 재건축한 건축물이다. 이 박물관에는 94개의 아주 오래된 유화와 수많은 그림들이 전시되어 있으며 이러한 전시물들이 적정 온도와 습도조건을 유지하는 것은 대단히 중요한 일이다. 약 4~5년 전에 이 박물관에 실험적으로 히트 파이프 제습시스템을 설치하여 이 기술이 박물관 환경에서 어떻게 잘 작동 되는지를 관찰하기로 하였다. 그런데 히트 파이프 제습시스템을 설치한 이후로는 설치하기 전 보다 온도와 습도가 오르내리지 않고 일정하게 유지되고 있다는 사실을 알 수 있었다. 그뿐만 아니라 전기요금과 난방비용도 줄어들어 박물관 예산을 절약하는데 도움을 주고 있다. 우리는 소장품들을 전시하는데 최상의 환경조건을 조성해 주고 있는 히트 파이프 기술에 대단히 만족하고 있다.
 
 
히트 파이프 제습기는 두 부분으로 나누어져 있는데, 한 부분은 공기조화 시스템의 입구 측 더운 공기 흐름 쪽에 위치하고 있으며, 다른 한 쪽은 공급 측의 차가운 공기 흐름 쪽에 위치 하고 있어 공기조화 시스템이 가동 중일 때는 자동적으로 히트 파이프가 열원부분과 응축부분으로 구분되어 작동 되도록 해준다. 첫 번째 부분에서 히트 파이프는 더운 공기로부터 열을 흡수하고, 이 공기가 냉각 코일에 도달하기 전에 예냉 작용으로 인하여 냉각코일이 더욱 차가운 온도에서 작동할 수 있도록 도와주기 때문에 컴프레샤의 냉방부하 또한 감소 될 수 있다. 히트 파이프의 첫 번째 부분에서 흡수한 열은 두 번째 부분으로 전달되어 습기조절을 위한 공급공기의 재 가열 용으로 사용된다. 히트 파이프의 이러한 과정을 통하여 추가적인 재 가열의 필요성을 감소시켜준다.

히트 파이프 시스템을 새로 설치 할 경우에는 냉방 용량이 작아 지기 때문에 그 차액으로 히트 파이프 비용이 상쇄 될 수 있으며, 기존 시스템을 개 보수 할 경우에는 히트 파이프 비용은 2~3년 안에 회수 될 수 있다.

 
 
1층의 공기조화기에 히트 파이프 시스템을 설치한 후부터 도서관 1층 전 면적의 상대습도를 약 55% 정도의 만족 할만한 수준으로 유지 할 수 있게 되었다. 재미있는 일은 우리가 처음 공기조화기에 히트 파이프를 설치 하는데 약 $7,000 이 소요 되었는데 설치한 그때부터 5년이 지난 지금까지 매년 약 $15,000의 에너지 비용을 절약 할 수 있다는 사실이다.


히트 파이프 시스템 설치로 인한 잠적적인 에너지 절약 비용을 계산하는 것은 상당히 난해한 일이지만, 히트 파이프 설치로 제습효과를 증대시키고 에너지를 절약 할 수 있다는 사실은 여러 곳에서 입증되고 있다. 히트 파이프 설치로 인한 에너지 절약 비율은 대략20%~50% 범위이다. 공기조화 시스템에서 재 가열 에너지를 효율적으로 히트 파이프로 대체 하였을 경우에는 에너지 절약비율은 50%에 달 한다. 그리고 우리는 아리조나 대학에 히트 파이프 시스템의 성능을 시험 할 수 있는 기계장치를 가지고 있으며 고 효율 공기조화기의 제작 업체들과 협력하여 제작 시험한 결과 히트 파이프를 응용한 공기조화 시스템에서는 전기 사용량을 51%까지 절약 할 수 있었다.

우리는 공기조화 시스템의 냉동용량을 줄임으로써 건물전체의 전기 사용량을 22%까지 절약 할 수 있었으며, 본 히트 파이프 시스템에 대하여 대단히 만족하고 있다.

우리는 히트 파이프를 단순히 밀어 넣어 설치 할 수 있도록 고안된 우리 고유의 특허 제품으로 제작 하였다. 문자 그대로 옷장 설합을 여닫는 식으로 2~3분 안에 히트 파이프 설치가 완료되는 매우 단순한 제품이다. 따라서 신설되는 공기조화기에는 자동적으로 히트 파이프를 밀어 넣어 설치 할 수 있도록 공기조화기 내에 선반을 만들었다. 건물 개 보수 의 경우에는 히트 파이프 설치를 위한 받침대를 제작하여 기존의 공기조화기를 들어낸 다음 받침대위에 히트 파이프를 설치하고 다시 들어올린 공기조화기를 히트 파이프 위에 올려 놓음으로써 30분 이내에 개 보수 설치가 완료 될 수 있도록 되어 있다. 우리는 EPRI (전기전력 연구소), 알라바마 전력, 미시시피 전력, K-마트와 협력하여 미시시피 강변을 따라 히트 파이프 시험장치 설치위치를 선정하고 기존의 지붕위에 설치된 17개의 공기조화기에 5개의 히트 파이프를 설치하고 건물의 습기조절이 잘 되고 있는지 관찰 중이다. 그 시험은 현재 EEI (에디슨 전기연구소)의 연구 기금으로 EPRI가 모니터링 중에 있으며, EPRI는 히트 파이프의 실제 성능을 평가 할 수 있는 보고서를 만들고 있다.

 
 
히트 파이프는 여러 분야의 상업용 응용분야에 적용 되고있다. 박물관, 도서관, 식당 뿐만 아니라 슈퍼마켓, 백화점 및 디즈니 월드의 힐튼 호텔 같은 곳에서도 그 성능의 우수성을 인정 받고 있다.
 
 
나 개인적으로는 호텔의 공기조화 시스템으로 히트 파이프 시스템이 최적인 것으로 생각되며, 다른 지역의 호텔에서도 히트 파이프 시스템이 설치 될 수 있기를 갈망하고 있다. 따라서, 예산이 허용하는 한 히트 파이프는 앞으로 계속 설치 될 것이다.

Mason-Dixon line 아래에 위치하고 있는 남부지방의 모든 버거킹 건물은 히트 파이프 시스템을 표준 냉방장치로 채택하고 있다.
현재 히트 파이프의 제습기능에 관한 성능이 입증 되었기 때문에, 앞으로 우리는 미국의 전지역에 히트 파이프 제습시스템을 설치하기로 결정 하였다.
 

히트 파이프 기술, 그것은 오늘과 미래에도 습기문제를 해결하기 위하여 많은 비용을 소모 하고 있는 공기조화 시스템의 문제점을 해결 할 수 있는 가장 간단하면서, 가격이 저렴한 장치인 것이다.