이번에는 제목에서 소개한 것과 같이
1. 지역난방 / 개별난방 에너지 비용 비교
2. 적산열량계 / 적산유량계 적용시 에너지 비용 비교
를 해볼까 합니다.
목차
1. 용어정의
2. 지역난방 / 개별난방의 에너지 비용 비교
3. 적산열량계 / 적산유량계의 에너지 비용 비교
용어정의
우선 용어부터 정리해보면
1. 지역난방 : 일정 지역에 있는 아파트, 빌딩 등의 건물에 개별 열 생산 시설(가스보일러 등)을
갖추는 대신 집중된 대규모 열 생산 시설(열병합발전소, 소각로 등)에서 생산된
열(온수)을 지하에 매설된 열 배관을 통하여 일괄적으로 공급하는 난방 방식.
2. 개별난방 : 각각의 호가 단독으로 난방하는 방식이다. 연료는 연탄·전기·가스·석유 등을
사용하며, 도시가스가 공급되는 대도시 지역은 도시가스 보일러가 많이 이용된다.
다들 알고있으신 것 처럼, 대규모 열원발생시설(발전소 등) 근처에 지어지는 단지들은 이 곳에서 온수, 난방수를 바로 공급받아 사용하는데 (물론 이대로는 너무 뜨겁기 때문에 아파트 기계실에서 열교환을 거칩니다) 이를 지역난방이라고 하고,
이것이 아닌 일반적인 가스보일러, 전기보일러 등으로 급수(냉수)를 알아서 세대내에서 직접 가열해서 온수, 난방수를 만들어쓰는 형태가 개별난방입니다.
참고로 '중앙난방' 이라는 용어도 간혹 들어보실텐데요
중앙난방 : 지하실 또는 별도의 장소에 보일러 등의 열원을 설비하고 이로부터 다수의 건물에 열 매체를 수송·공급하여 난방하는 방식으로 대규모 건축물에서 다수의 실의 난방에
적용된다. 이 방식은 이용이 편리하고 열효율도 높으며, 관리비도 적정하게 책정할 수
있다는 장점이 있으나, 개인이 온도의 조절을 하지 못한다는 단점이 있다.
중앙난방은 지역난방과 개별난방이 섞여있는 형태입니다. 열원을 지역난방처럼 외부로 부터 공급받는 것이 아닌, 아파트 단지내에서 한꺼번에 생산하며 이를 각 호에 분배해주는 방식입니다. 근래에는 중앙난방으로 지어지는 신축건물은 거의 없는데, 각 호수가 임의로 집, 방의 온도를 제어하는것이 불가능 하다는 큰 단점과 [때문에 오래전에 지어진 중앙난방식 건물들은 방에 룸콘(온도조절기)가 없지요] 건설사에서 해당방식이 메리트가 적다고 판단해서 입니다.
저희는 지역난방과 개별난방을 비교해볼 것이기 때문에 중앙난방은 고려하지 않겠습니다
3. 적산열량계 : 지역난방(중앙난방) 사용시 난방요금을 부과하기 위한 계량기로,
사용한 열량을 측정함.
4. 적산유량계 : 지역난방(중앙난방) 사용시 난방요금을 부과하기 위한 계량기로,
사용한 유량을 측정함.
가스비(가스계량기)로 난방사용량을 직접 계측할 수 있는 개별난방과 다르게
지역/중앙 난방 방식은 사용자가 난방에 사용한 뜨거운 물의 양을 측정해야 합니다.
따라서 이런 측정을 위해 과거에는 유량계, 열량계 모두 사용가능했으나,
현재는 열량계만 사용가능합니다.
그러니 지역난방을 쓰는 신축건물은 모두 적산열량계로 난방요금을 계량하는 것이지요.
(과거에 지어진 건물들은 유량계를 쓰는곳도 있고, 열량계를 쓰는곳도 있습니다. 강제로 열량계로 바꿔야하는건 아니거든요.)
(주택건설기준 등에 관한 규정 - 제37조(난방설비 등) - 3항 난방설비를 중앙집중난방방식으로
하는 공동주택의 각 세대는 산자부장관이 정하는 바에 따라 난방 '열량을 계량하는 계량기' 와
난방온도를 조절하는 장치를 각각 설치하여야 한다.)
지역난방 / 개별난방의 에너지 비용 비교
다들 궁금증도 많고, 정부에서도 관심을 가졌던 주제라 많은 연구보고서들이 있습니다.
이중 2가지를 소개하겠습니다. (내용이 굉장히 길기때문에, 결론부만 요약, 제시하겠습니다.)
1. 지역난방과 개별난방의 에너지효율성에 대한 비교 연구
(2009.12, 국회예산정책처 정책연구)
열병합발전의 설계효율, 이상적인 전력생산비율, 대체발전의 설계효율, 개별난방보일러의 실계효율을 가지고 분석한 결과, 지역난방이 개별난방보다 같은 열과 전력을 생산하는데 더 적은 에너지를 투입하는 것으로 나타났다. 지역난방의 에너지투입이 100단위인 반면 개별난방의 에너지 투입량은 116.30단위인 것으로 나타나 지역난방이 약 -16.30단위의 에너지를 절감하는 것으로 분석되었다
계절적 변동을 고려하는 경우, 지역난방의 상대적인 에너지절감률은 이론적인 경우에 비하여 줄어드는 것으로 나타났다. 대체발전효율이 설계효율을 유지하는 경우 1년을 기준으로 지역난방의 상대적인 에너지투입절감률은 -3.37%이며, 대체발전 효율이 계절적으로 변동하는 경우에는 -6.85%~-11.03%에 있는 것으로 분석되었다. 대체로 후자가 현실에 더 가까우므로 현실적으로는 지역난방의 상대적인 에너지절감률은 -6~-12% 정도에 이른다고 보는 것이 타당하다.
기존의 연구들에서 가정된 열병합발전소의 열효율과 전력효율, 열수송손실, 개별난방방식에서의 대체발전의 효율, 콘덴싱가스보일러의 효율 등에 대한 논의를 바탕으로 지역난방에서의 송배전손실, 개별난방에서의 송배전손실, 도시가스배관 손실 등 다양한 공급손실에 대하여 논의하고 이들의 성격과 고려사항들에 대해서 설명하였다. 이러한 논의를 바탕으로 열병합발전소의 설계효율, 대체발전소의 설계효율, 개별난방보일러의 설계효율 등을 그대로 적용하여 지역난방과 개별난방의 이론적 에너지효율성을 비교하였다.
우선, 발전소와 보일러의 설계효율과 두 에너지 생산시스템의 이상적인 조건을 가지고 효율성 논의에 접근하였을 때, 두 가지 결과를 얻을 수 있었다. 하나는 개별난방보다 지역난방이 에너지 효율성(에너지절감)이 높았다는 것이고, 다른 하나는 두 에너지 생산시스템의 효율성의 차이에 영향을 주는 주요한 요인은 콘덴싱보일러의 효율이 아니라 열병합발전과 대체발전의 효율이라는 것이다. 특히, 다른 조건이 동일할 때, 열병합발전의 전체효율(열과 전기를 모두 포함)이 70% 이상이 되어야만, 지역난방이 개별난방보다 더 효율적이 될 수 있다는 것은 중요한 시사점의 하나이다.
둘째로, 실제자료에 근거하여 실제 상황에 접근하는 효율성을 비교하면, 상대적인 에너지효율성이 지역난방이 개별난방에 비하여 더 높다는 것이다. 대체로 현실적인 접근에 따르면 약 -7~8% 정도 지역난방이 개별난방에 비하여 에너지를 더 절감하는 것으로 볼 수 있다. 물론 각 시스템의 운영에 따라서는 이러한 효율성의 차이가 역전될 수도 있음을 인지하고 있어야 한다.
한줄요약 : 지역난방이 개별난방보다 에너지를 더 절감한다. (약 7 ~ 8 %)
/ 다만 각 시스템의 운영방식에 따라 달라질 수 있다.
2. 난방방식이 겨울철 난방비 지출에 미치는 영향 분석 - 도시가스 개별난방과 지역난방 중심으로
(2015, 에너지경제연구원)
난방방식이 가구의 난방비에 미치는 영향을 분석하기 위해 서로 간 인접해 있는 수도권의 가스난방 200가구와 지역난방 200가구에 대해 난방사용실태조사를 실시하였다. 동일한 난방환경을 가정할 때 난방방식은 가구의 난방비 지출에 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 지역난방 방식이 7% 저렴한 것으로 분석되었으나 가스난방 가구에서 적극적인 난방습관으로 4% 비용을 절감하였으며 결과적으로 3% 차이에 그쳤다. 오히려 보온제품 사용이나 동내의 착용 등 난방습관이 중요한 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 업계에서는 소모적인 공급경제성 공방에서 벗어나 소비자의 난방사용에 보다 관심을 가지고 연구해나갈 필요가 있다. 정부 입장에서도 홍보나 캠페인 등을 통해 국민들의 난방습관을 개선해가는 것이 에너지절약에 보다 효과적일 수 있다
한줄요약 : 지역난방이 개별난방보다 에너지를 더 절감한다. (약 7 %)
/ 다만 개별난방 가구에서는 난방습관에 따라 효율을 증가시킬수 있으며,
이럴 경우 4 % 정도의 차이만 난다.
따라서 이러한 방식 차이는 난방비 지출에 거의 영향을 미치지 않는다.
고찰 및 결론
많은 보고서가 있지만, 저는 이 두 가지 보고서를 살펴봤습니다. 대체적으로 지역난방이 개별난방보다 에너지(비용)를 더 절감하는 것으로 보입니다.
하지만 이걸 근거로 ‘지역난방이 개별난방 보다 저렴하고 뛰어나다’ 고 말하기는 힘듭니다. 난방비에는 수많은 외부 요인(위치, 난방설비, 세대수, 아파트형태 , 계량기, 매년 난방방식별 단가 등등..)들이 작용하니까요.
또한 지역난방이 개별난방보다 늦게 난방이 된다는 것도 무시못할 단점입니다. 우리가 보일러로 공급할 수 있는 난방수 온도가 지역난방 기계실에서 공급되는 난방수보다 뜨겁기 때문에 보일러를 사용하는 가정이 훨씬 더 빨리 따뜻해질 수 있습니다.
하지만, 보일러는 온수를 만들어내는 예열시간이 필요한데 비해 지역난방은 온수를 즉각적으로 사용할 수 있다는 점은 지역난방의 장점입니다. 보일러 같은 설비의 고장이나 점검을 신경쓰지 않아도 된다는 것도 장점입니다.
이렇게 장단점이 극명한 두 방식입니다. 그런데 사실 개인이 '개별난방 쓸까? 지역난방 쓸까?'
선택할 수 있는것도 아니고 임의로 바꿀수 있는것도 아니기 때문에 이 둘을 비교하고, 데이터를
안다고해서 사용자가 난방 비용을 절감시킬 수는 없겠습니다... 그저 자신이 거주하는 곳의 난방방식이 어떤것이고, 특징은 어떠한지. 추후 이사갔을 때 그곳의 난방방식은 어떤것이고, 특징은 어떠한지 파악하는데 이의를 두는게 좋을듯 합니다.
(참고로, 가장 간단하게 난방비를 아끼는 방법은 유리, 문틈 등 외부온도가 쉽게 침투할만한
곳에 단열재를 최대한 촘촘히 많이 붙이는 것입니다. 생각보다 많이 절약할 수 있습니다.)
적산열량계 / 적산유량계의 에너지 비용 비교
먼저 자료부터 1개 보겠습니다.
1. 가정용 난방에너지 절감 효과분석 결과보고 (2008.12, 한국소비자원)
시험결과
1. 열량계 설치세대
- 사용한 양만큼 사용열량이 측정됨
- 밸브 1개를 열었을 때 사용한 열량이 전체 밸브를 열었을 떄의
18 ~25 % 수준으로 적정하게 나타남.
2. 유량계 설치세대
- 적게 사용했음에도 불구, 사용한 난방수량이 많은 것으로 나타남
- 밸브 1개를 열었을 때 사용한 난방수 양이 전체 밸브를 열었을 때의
80 ~ 83 % 수준으로 불합리하게 많이 사용한 것으로 나타남.
생략을 너무 많이해서 위 내용으로는 무슨말인지 알기 힘드실 겁니다.
쉽게 말하면, 열량계 설치세대와 유량계 설치세대를 비교시험했는데
열량계/유량계 각각 난방수 밸브를 전체 다 열고 한번 측정하고,
밸브 1개만 연채 한번 측정을 진행했다는 소리입니다.
시험결과의 핵심은 ‘열량계는 난방을 사용한 만큼 적정하게 계량됨’
‘유량계의 계량은 실제 난방사용량과 부합하지 않는 면이 있음’
입니다.
고찰
사실 유량계로 난방량을 계측하는것이 부정확한 것은 당연합니다.
우리가 가정에서 쓰는‘난방’이라는 개념은 물리적으로‘열량’을 뜻하는 것이고
열량은‘유량’과‘온도(정확히는 온도차)’가 같이 포함된 개념이기 떄문입니다.
(간단한 식으로, 열량 = 투입된 물의양 X 물의 공급,환수간 온도차)
예를 들어보면, 추운 겨울철에 60도씨의 난방수로 한 방을 난방하는데
(공급유량은 항상 일정하다고 가정)
2일을 연속으로 틀어놓은것과
1일 난방하고 1일 쉬고, 1일 난방하고 1일 쉰것은
사용된 물의 양은 같지만, 사용된 열량은 다릅니다.
열량이 다른이유는 위의 2가지 경우에서 온도차(난방공급온도와 난방환수온도 간)가
다르기 때문입니다.
(난방공급온도는 난방수가 방으로 들어가는 입구부분에서의 물의 온도,
난방환수온도는 난방수가 방을 돌고 나오는 출구부분에서의 물의 온도)
2일을 연속으로 틀어놓으면 난방수가 방 아래의 물배관을 계속해서 돌기(덮히기) 때문에 온도차는 갈수록 줄어들 것입니다.
하지만 띄엄띄엄 총 2일을 난방하면, 난방수가 방 아래 물배관을 덮히고, 식고, 덮히고, 식고가
반복되기 떄문에 온도차가 위 경우보다 클것입니다.
그러니 같은 양의 난방수를 썼지만 2일을 연속으로 난방한 것이, 총 2일을 띄엄띄엄 난방한 것보다 열량이 적게 나옵니다.
유량계로 측정했다면 두 경우 모두 같은 금액이 부과되었겠지만,
열량계로 측정했다면 띄엄띄엄 난방했을 때가 더 많이 부과되는 것이지요.
생각해보면, 방이 추울 때 추위를 가시게 하기 위해 난방할 때와,
이미 따뜻한 방을 1도 정도만 더 올리려고, 혹은 현재온도를 유지하려고 난방할 때
같은 유량을 썼다고 같은 금액의 난방비가 청구되는 것은 불합리한 것임을 알수 있습니다.
유량을 같게 썼더라도, 상대적으로 더 추운방으로 난방수가 열을 더 뺏기기 때문에
난방수의 열을 더 쓴 것이 되니까요
이런 원리를 알고나면, 열량계로 난방비를 계측하는 세대에서 난방비를 절약할 수 있는 방법을
떠올릴 수 있습니다.
난방수의 온도차를 작게 유지하기’
결국 조금조금씩 계속 난방하는것이, 아예 안썼다가 확썼다가를 반복하는 것보다
비용이 더 절감된다는 얘기입니다.
(유량을 줄이는 것도 방법이지만, 난방을 안할순 없으니 동일한 유량을 쓴다고 가정했습니다.)
반대경우에서 난방비를 절약할 수 있는 방법을 생각해보겠습니다.
만약 예전에 지어진 건물이어서 유량계로 난방비를 계량하고 계신다면
열량계의 경우와 반대로, 가끔(간헐적) 난방을 하는것이 연속적으로 난방하는것보다 유리합니다.
실제로는 난방(열량)을 더 쓰게되는데 단순히 유량으로만 일괄 계산되니까요
그리고 비슷한 이유로
다른 세대보다 조금 더 추운곳에 위치한 세대(최상층, 1층, 특정 층의 바깥쪽)가
중간층, 특정 층의 중앙측에 위치한 세대보다 유리합니다.
실제로는 외풍때문에 더 추워서 난방열량을 더 쓰지만 유량으로만 계측되어 비용은 동일하게 부과
되기 때문입니다.
결론
난방비 계측은 열량계가 더 정확하다. 아파트측에서 바꾼다고 하면 동의하자.
열량계가 더 합리적이고 공정하다
다만 우리집이 이웃세대들에 비해 상대적으로 더 추운곳에 위치하거나,
외출이 잦아 난방을 연속으로 하지 않는 가구의 경우 유량계가 더 싸게 먹힐 수도 있다.
열량계를 계측기로 쓰는 가정에서 난방비를 절감하는 방법은
추울 때만 간헐적(한시적)으로 난방하는 것보다
집이 완전히 식지 않도록 조금조금씩 계속 난방하는 것이다.
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