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공지사항
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SJT 공지사항 게시판입니다.
제목 전기에너지를 열에너지로의 변환 기기의 효율등급보증에 관한 문제점 및 해결방안을 제안해 봅니다.
작성일 2020-04-03
조회수 125

보일러나 전열기기 제품을 구입할 때, 어떤 것을 먼저 따져 보나요?

보일러의 성능? 효율? 혹은 A/S 비용 및 가능 여부?

소비자들이 가장 중요하고 가장 필요한 정보는 이 보일러나 전열기기를 사용하였을 때, 소비자가 사용하는 상황에 소비자가 원하는 용도에 맞게 사용 하면서 에너지 비용을 얼마나 지불하게 되는지 일 것입니다.

지금 소비자분들이 가장 혼란스러운 것은 효율이 좋은 제품이라고 선택했는데 실제로 사용해 보니 에너지 비용이 많이 발생하게 된다는 것입니다.

왜 이렇게 차이가 나는지, 실제 효율이라는 것과 에너지 비용 사이에는 어떤 연관이 있는지 알려 드리겠습니다.


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우선 보일러별 기계 효율과 실제 에너지 사용 비용의 차이를 구분해 볼께요.

 

각 보일러별 기계 효율과 실제 에너지 사용 비용의 차이

구분

전기보일러

히트펌프

이온 히팅 기술

열 발생 원리

1kw 전기에너지가 1시간동안 도체의 분자운동에 일 을하고 그 일이 열을 발생.

   저온의 열에너지를  고온의 열에너지로 이동하기위해 1kw전기에너지가 1시간동안 응축기 등 기계 가동

  1kw전기에너지가 빠른 시간에 유체의 이온수, 이온전하량, 속도에 따라 이온을 움직이게 하고, 그 움직임이 물과의 마찰에 의해 열을 발생.

기계 효율

91%(귀뚜라미보일러)

61.8%

(카르노효율 기반)

99.9%

COP

-

COP 2.6 (L)

COP 3.5 (D)

-

에너지 비용

(100평 기준)

1,400,000

460,000

280,000


 

전기보일러의 기계 효율 91%은 히트펌프의 기계 효율 61.8%보다 높네요. 그러나 에너지 비용 차이에서는 전기보일러가 약 67% 더 많네요.

히트펌프는 냉동 공조 효율을 표기하는 COP를 적용하고 있습니다. 이는 260%, 350%의 효율로 소비자들이 혼돈하여 히트펌프를 구매하여 설치하면 실제 영하의 날씨일 때, 전기에너지사용량이 증가하고, 에너지비용을 과다 지불하고 있었던 겁니다.



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온실가스 저감을 위해 전기를 이용한 보일러나 난방기기 사용하기위해 전기 증설비용이나,

전기 공사 비용이 추가로 발생하게 되고 이 또한 소비자가 지불해야하는 것입니다.



각 보일러별 기계 효율과 전기 증설용량 및 에너지사용량(전력) 차이

구분

전기보일러

히트펌프

이온 히팅 기술

기계 효율

91%

(귀뚜라미보일러)

61.8%

(카르노효율 기반)

99.9%

COP

-

COP 2.6 (L)

COP 3.5 (D)

-

소비 전력 KW (암페어 A)

(1000평 기준)

400KW (608A)

250KW (380A)

180KW (273A)

전기시설부담금 단가

94,600/kw

전기시설비용

40,000/kw

한전불입금

+전기시설비용

(1000평 기준)

53,840,000

33,650,000

24,228,000


1000평 기준 전기보일러의 경우 400KW의 전기 증설용량이 필요하고, 이온 히팅 기술은 180KW의 전기증설이 필요하다. 소비자는 전기 증설시, 220KW의 기본요금을 절감할 수 있고, 한전불입금과 전기시설 비용까지 포함하여 총 29,612,000원을 절감 할 수 있습니다.



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그렇다면 왜 이렇게 차이가 나는 것일 까요?

실제 환경을 반영한 실험 기준이 없기 때문입니다.


구분

전기보일러

전기온풍기

공기열 열펌프

지열원 열펌프

성능 테스트 기준

KSC9805

-

KSB6410

KSB8292

실험 온도

실험실온도

21

7, -15*

15~30

실험 시간

1시간

1시간

1시간

1시간

열량

유량 x (기기에 나가는 온도 - 기기에 들어오는 온도)

전기사용량

1시간동안 전기 사용량 평균값


* 공기열 열펌프의 KSB6410 기준에서 -15도의 조건은 201425일 수요가 증가함에 따라 공기열원 열펌프 보일러의 표준을 제정하고, 201872성능시험조건 일부 내용 변경하였고 이는 외기 조건에 따라 COP의 성능이 변화함을 반영한 것입니다.

 

실제 외기 온도가 낮아질수록 COP의 성능이 낮아집니다.

일반적으로 겨울철 실외온도가 영하의 날씨 일 때, 실내온도 20~23도를 유지하기 위해서는 보일러의 출수온도가 55도 이상이어야 해요. , 실외 온도가 영하의 날씨로 내려갈수록 출수 온도는 증가하여야 한다.

그러나 출수 온도가 30~45도는 실외 온도가 영하의 날씨에서는 실내온도 20~23도를 유지하기 어렵습니다.

아래의 L사 제품별 성능 변화표에서 볼 수 있듯이 출수 온도가 45도일 때, 영하 25도의 날씨에서는 COP 1.2이네요.

이는 실제 소비자들이 사용하였을 때는 출수온도가 높을수록, 외기 온도가 낮을수록 전기 사용량 증가하여 에너지 사용 비용을 많이 지불하게 되는 것입니다.





                                           <출처 : L사 공기열히트펌프 카달로그 자료>



각 보일러별 KS 기준을 적용한 효율 테스트가 아니라, 실제 환경을 적용한 공통된 성능 시험이 필요로 한 것입니다.

각 보일러별 효율 테스트는 KS 기준에 의하며, KS 기준에서 실험실 온도나 영상 15~30, 전기온풍기의 경우는 영상 21도 기준으로 하여 에너지 소비 효율 테스트를 하기 때문에, 실제 겨울철 외기 온도가 -1, -10도 일 경우에는 시험 할 때의 온도보다 낮아 전기 에너지 사용량이 증가합니다.







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보일러별 외기 온도에 따른 전기 에너지 사용량 비교





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그렇다면 실제 사용할 때, 전기에너지의 사용이 증가하는 문제를 해결하기 위해 어떻게 해야 할까요?



보일러 에너지 소비 효율 등급의 필요성

전기에너지가 열에너지로 변환하는 기기의 경우, 각기 다른 방식으로 효율 테스트를 진행하며, 그 효율 결과 값은 각각 다른 표현으로 표기된다. 효율이 좋은 제품을 소비자가 선택하였다 하더라도, 막상 실제 소비자가 사용하는 환경에 사용할 경우, 많은 전기 사용으로 전기료가 과다 지불하게 되면서, 소비자들은 효율에 대해 혼돈되고, 국가 공인 인증 테스트임에 불구하고 그 결과 값에 신뢰를 하지 않는다.

물론 소비자가 사용하는 환경의 차이로 인해 에너지 사용량이 달라서 비용의 차이가 있을 수 있다. 하지만, 동일 조건의 환경이라면, 효율이 더 좋은 제품이 전기에너지 사용량이 더 적고, 전기료도 더 적게 지불하게 되고 소비자의 신뢰를 받는다.

보일러 에너지 소비 효율 등급 시 각 보일러별 실제 환경과 동일한 조건으로 설정하고 시행한다면, 에너지 소비 효율 등급의 문제는 해결된다.

에너지 소비 효율등급 표시 후에 시중에 판매 한다면 소비자들은 소비자의 선택과 결과 값이 동일함으로써 만족 할 수 있다.

또한 에너지 사용의 절감, 탄소배출의 저감, 신재생에너지(태양광, 풍력 등)의 효율이 높아진다.








              <시스템별 실제 환경을 한 공간에 설치하고 각 열기관 효율 등급 테스트를 한다.>

                           (테스트 공간 설치비용 절감 및 효율 등급 일체화)



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보일러 에너지 소비 효율 등급 테스트 방법 제안

A의 실내온도 25도로 일정하게 유지하면서, 7일 동안 외기 온도에 따른 전기 에너지 사용량을 비교하여 보일러 에너지 소비 효율 등급을 정한다.









전열기기 뿐만 아니라, 선풍기, 냉장고, 냉동기, 에어컨, 공기청정기, 김치냉장고, 진공청소기, 형광램프, , 텔레비전, 등 일반 가전, 산업기기 분야에 최저 소비효율 기준 적용이 아니라, 실제 환경의 소비 효율 등급을 적용하여 소비자들이 저소비 고효율 제품을 선택함으로써, 수입의존도를 낮추고 전기사용량을 절감합니다.



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이러한 에너지 소비 효율 등급을 널리 보급한다면,  

저비용 고효율 선택함으로써 온실가스 배출 저감 할 수 있고, 온실가스 배출에 대한 탄소배출 거래제에 대비할 수 있습니다.

고효율 저소비 제품을 선택함으로써, 현재 기술 수준의 신재생에너지로부터 전기에너지를 공급받아 추가 전기에너지사용 없이 사용 가능 합니다.

전기 자동차의 난방기기 분야의 에너지사용량 절감과 연비증가경제성확보 및 사용자의 편의성 향상시킬 수 있습니다.

국가 입장에서는 보일러, 모든 전열기기 제품에 적용 가능한 에너지 소비 효율 등급 기준을 다른 나라에 적용 할 수 있도록 인증 방법을 수출함으로써 국가 경쟁력 상승할 것입니다.

보일러 및 모든 전열기기 제품에 에너지 소비 효율 등급을 기준에 준하는 고효율 저소비 제품을 수입허가 하거나, 백열전구가 기술이 발전하여 LED 전구의 에너지 변환 효율이 높아 졌듯이, 자국의 보일러 분야 및 파생되는 분야에서도 고효율 저소비의 기술 수준을 증대시키고 수출로 연결하여 경제성을 높입니다.



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소비자들의 실제 환경에서 제품을 사용하였을 때, 에너지 비용을 절감하고, 온실가스 배출을 저감하기 위한 에너지 효율 등급 제도가 보일러 분야 및 전기를 이용한 제품 모든 분야에 적용되어야 하며, 이는 기업들의 기술력을 높이고, 국가 경쟁력을 높일 것입니다.