천정형 에어컨을 이용한 옥내 전력관리시스템 document_id A220623111642

흔히 에어컨이라 불리는 에어컨디셔너(air conditioner, 공기조화기(空氣調和器))는 광의(廣義)로는 온도, 습도, 기류분포 등을 조절해서 실내공기를 쾌적한 상태로 조성하기 위한 장치를 총칭하지만, 협의(協議)로는 냉매의 냉각순환작용을 통해 특정지역으로부터 열을 끌어내는 냉방장치를 지칭한다. 이에 따라 일반적인 에어컨은 냉매(refrigerants)의 압축, 응축, 팽창, 증발의 냉각순환작용을 위한 압축기, 응축기, 팽창기, 증발기를 필수구성요소로 하며, 압축기에서 압축된 냉매를 응축기에서 냉각 액화한 다음 팽창기를 통해 냉매의 압력을 낮춘 후 증발기에서 기화시켜 주변의 열을 빼앗는 구동원리를 나타낸다. 또한 에어컨은 주요장치를 별도의 공간에 분리 설치하는 대신 덕트(duct)를 이용해서 실내 공간에 냉기를 도입하는 중앙집중방식과 실내공간에 주요장치를 설치해서 해당 공간을 직접 냉방하는 유닛방식으로 구분되는데, 유닛방식은 또다시 일체형의 본체를 창이나 벽 등에 설치해서 응축기 등을 실외로 노출시켜 냉각하는 윈도우형 그리고 증발기 등이 내장된 실내기와 응축기 등이 내장된 실외기를 실내외에 분리 설치해서 서로를 파이프로 연결하는 스플릿형으로 나뉜다. 이 중 중앙집중방식은 주로 대형의 건물 등에 한정적으로 활용되므로 논외로 하면 유닛방식 중 윈도우형은 설치 및 이동의 불편함이 커서 점차 지양되고 있다. 그 결과 현재 가장 널리 사용되는 에어컨은 대부분 유닛방식의 스플릿형 에어컨으로서, 요사이 들어서는 에어컨이 인테리어적 요소로 적극 활용되면서 스플릿형 에어컨은 벽걸이형, 스탠드형, 천정형 등 매우 다양한 형태로 발전하고 있고, 특히 건물 내 천정에 설치되는 천정형 에어컨은 별도의 설치면적이 불필요하고 공기순환에 유리한 장점을 보여 크게 각광받고 있다. 한편, 에어컨을 비롯한 전등, 통신기기 등 건물 내 각종 전기기구는 옥내배선(interior wiring)을 통해 전기를 공급받는다. 여기서 옥내배선이란 건축물 내 존재하는 전기배선을 총칭하며 전등용, 회로용, 통신용을 총칭한다. 첨부된 도 1은 임의의 가옥 내 옥내배선을 나타낸 계통도로서, 지상 또는 지하를 통해 전달되는 외부의 인입선(service wire : 2)은 수용가의 전력량계(watt-hour meter : 10)를 거쳐 옥내의 분전반(cabinet panel : 20)으로 연결되고, 분전반(20)에서 다수의 분기회로로 나뉘어 가옥 내 곳곳으로 연결된다. 따라서 분기회로에 직접 또는 콘센트, 소켓 등의 옥내 배전기구를 매개로 전기기구를 연결해서 목적하는 용도에 따라 사용한다. 하지만, 최근 들어 전가기구의 종류 및 사용이 급증하면서 과도한 전력소모에 따른 우려의 목소리가 높아졌고, 여기에 발맞추어 불필요한 전력소모를 막을 수 있는 효율적인 옥내 전력관리방안이 중요하게 논의되고 있다. 그 일환으로 국가적 차원에서 각종 전기기구의 '대기전력(standby power)' 감소를 강조하고 있는데, 여기서 '대기전력'이란 전원 연결된 전기기구가 주기능을 수행하지 않거나 주기능 수행을 위한 명령을 기다리는 동안 소모되는 전력을 일컫는다. 아래의 표 1처럼 일반적인 전기기구는 소비전력 0의 '완전꺼짐상태'에서부터 정상 사용 중의 '동작상태'에 이르기까지 몇 단계의 전력소비상태를 보인다. 이 중 '불완전꺼짐상태', '수동대기상태', '능동대기상태'는 각각 소비전력 0을 초과하는 '대기전력' 상태이며, 사용자는 전기기구가 꺼진 것으로 착각할 수 있지만 엄연히 수 W의 전력소비가 뒤따른다. 003c#표 1003e# 아래의 표 2는 각종 전기기구의 평균 대기전력을 나타낸 것으로, 전기기구의 사용이 급증하는 최근의 추세를 감안할 때 '대기전력'에 의한 불필요한 전력소모량은 이미 크지만 앞으로도 계속 증가할 것이라는 것을 쉽게 예측할 수 있다. 003c#표 2003e# 이 같은 대기전력에 의한 불필요한 전력소모를 막기 위하여는 사용 후 전기기구의 스위치를 끄는 것 이외에도 플러그 등을 뽑아 완전꺼짐상태로 만들어야 한다. 하지만 옥내배선의 분기회로는 사용상의 편의를 위해 건물 내 각 공간으로 연결되고, 현재는 물론 앞으로도 전기기구의 사용량이 꾸준히 증가할 것이라는 점을 감안하면 사용자가 각종 전기기구의 연결상태를 일일이 확인하여 플러그를 뽑는 것은 대단히 번거롭다. 때문에 보다 효율적이고 사용자 중심적인 옥내 전력관리방안이 시급히 요구되고 있다.