지열냉난방 시스템 궁금증 완벽 해결

경기도 김포에 단독주택 신축을 하려고 하시는 분이 장문의 질문을 보내오셨습니다. 지열시스템을 설치하 려고 결심하시면서 궁금했던 사항을 A4 두페이지 분량으로 FAX 발송하셨습니다. 주택이나 사업장의 냉난방을 지열로 하려고 고려중인 분들께는 모두 궁금해 하실 만한 내용이어서 주요내용을 소개합니다.
 

충주시 소재 지열시스템설치 주택(한화63시티)

질문1 . 주택용 지열시스템의 설치비용과 정부보조금의 지급 금액은 어느정도인가요?

☞ 주택용 지열시스템 설치비용은 지역과 설치환경에 따라 다르긴 하지만 대략 2,400~2,800만원 사이이고,
이중 정부에서 2011년 기준 50%인 1,200~1,400만원을 무상으로 지원해 주고 있습니다. 즉, 본인이 부담하여야 하는 비용은 1,200~1,400만원 정도입니다. 물론 정부지원외에 지자체에서 지원 하는 곳도 있는데 대략 200~300만원 정도입니다.(보조가 없는 지자체도 있습니다) 지자체 보조까지 받는다고 하면 순수 본인 부담금은 1,000~1,200 정도라고 할 수 있습니다.

질문2. 지중열 교환기를 설치하려면 땅속에 배관을 넣을 구멍을 파야 하는데 기준이 있나요?

☞ 정부로부터 보조금을 받는 지열시스템은 '수직밀폐형'시스템으로서 땅속에 약 150m 깊이의 구멍을 파게 되는데(전문용어로 천공이라고 합니다.) 구멍의 지름은 150mm입니다. 주택용 용량 5RT를 기준으로 2공 을 뚫게 되는데 구멍과 구멍간의 간격은 최소 5m를 확보하여야 하죠.
 

천공작업

질문3. 천공된 지하 구멍에 설치하는 것은?

☞ 150m의 천공작업이 완료되면 그 구멍에 지름 32mm의 PE관을 U자형으로 삽입을 합니다. PE관은 특별 한 사항이 없는 한 수십년을 견디고 부식의 우려도 없으며 가격도 저렴한 편입니다. 배관삽입이 된 후, 에너지관리공단에서 실질 천공깊이 측정을 시행하므로 깊이는 크게 신경쓸 필요가 없습니다.

PE배관을 땅속에 삽입하는 장면

질문4. 지열 냉난방에 사용하는 전기는 누진제가 적용되나?

☞ 지열에 사용하는 전기는 3,600KW까지 누진제가 적용되지 않습니다. 물론 지열 외 주택에서 사용하는 전기는 누진제가 적용되죠. 지열사용을 통한 냉난방을 할 경우 월 전기료는 실평수 35평기준 약 15만원 내외입니다. 물론 사용상태와 실내온도 설정 등 상황에 따라 달라질 수 있습니다.

질문5. 지열은 지하수를 이용하나요?

☞ 지열시스템은 지하수를 사용하지 않습니다. 천공시 지하수가 나오더라도 배관주변에 밀봉조치를 하여(벤토나이트를 집어넣습니다) 지하수의 오염을 예방합니다. 1개공당 벤토나이트는 15포 정도 를 사용하여 밀봉합니다. 냉난방은 지중의 배관내에 용액을 흐르게 하여 지하의 열을 뺏어 그열을 냉난방에 이용합니다.

지중 배관 밀폐용 벤토나이트

질문6. 배관의 용액은 겨울철 얼지 않나요?

☞ 배관내에 순환하는 용액은 에탄올5%와 물95%로 혼합되어 흐르게 되어 겨울철 영하6도에도 얼지 않도록 합니다. 그렇다고 지상에 노출된 배관에 보온재가 벗겨지거나 부실할 경우 동파의 우려는 항상 있으므로 세심한 관리가 필요하겠죠

질문7. 히트펌프가 지중에서 뻿은 열을 추가로 올리고 내리고 한다는데요?

☞ 지중에서 약 12도~15도 온도의 에너지를 뽑아올려 히트펌프라는 장치를 통해 냉방과 난방에 필요한 열을 만듭니다. 즉 냉방에 필요한 열은 히트펌프를 이용하여 약 9도 정도로 낮추고, 이렇게 낮춰진 열은 주택내 FCU(에어컨처럼 찬 바람을 나오게 하는 기기)를 통해 찬바람을 공급하고, 겨울철에는 히트 펌프를 통해 40~50도의 열을 주택 난방 배관을 통해 공급하여 바닥을 따뜻하게 합니다.

히트펌프

 

질문8. 히트펌프의 품질 및 내구년수, 하자보수 기간은?

☞ 히트펌프는 지열시스템의 가장 중요한 장비 중의 하나입니다. 열을 높이거나 낮추는 기능을 지속적으로 수행하여야 하므로 내구성과 품질이 중요합니다. 보급사업에 사용하는 히트펌프는 전량 에너지관리공단의 품질 인증을 받은 제품으로만 설치하여야 합니다. 그리고 히트펌프의 주요 부품은 다년간 품질이 입증된 외산으로 이루어져 있습니다.(고품질의 국산화가 필요한 분야죠.) 내구년수는 사용환경에 따라 달라지지만 양호한 환경에서는 10년이상 정상 작동이 가능합니다. 전문기업에서 보증하는 하자기간은 3년으로 정해져 있구요.

축열탱크

질문9. 지열시스템 유지비용은 ?

☞ 특별히 들어갈 유지비용은 없습니다. 땅속의 배관은 전혀 손댈것이 없고, 기계실내에 있는 열교환 탱크도 특별한 보수가 필요치 않기 때문이죠. 다만 압력계, 온도계 등과 콘트롤 판넬의 소모품 정도는 교환이 필요할 수도 있겠네요. 물론 주요 장비인 히트펌프가 고장시 보수비용이 발생할 수 있습니다.(관리에 주의를 기울여 주세요)

질문10. 전문기업에서 설치해주는 범위가 있나요?

☞ 정부보급 보조사업으로 주택에 설치하는 지열시스템의 해당 범위는 땅속 배관부터 기계실까지입니다. 즉 기계실부터 주택내부 각방의 냉방 기기 설치는 주택소유자 부담입니다. 기계실도 전문기업에 따라 다르진 하지만 대다수는 기계실은 수요자 부담으로 진행합니다.

질문11. 지열을 이용하여 온수사용도 가능한가요?

☞ 온수의 사용이 가능합니다만 겨울철 난방의 효과가 딸어질 수 있어서 잘 검토를 하여야 합니다. 실제로 전문기업별로 온수를 지열탱크에서 뽑아 쓸수 있게 하는 기업과 별도로 순간온수기를 설치하여 온수를 사용하도록 하는 기업이 있습니다. 필자의 생각으로는 별도로 순간온수기를 이용하는것이 가장 합리적인 것으로 생각됩니다.

질문12. 지열시스템 설치기한이 있나요?

☞ 정부 보급사업으로 진행할 경우 지열시스템의 설치 기한은 4개월입니다. 즉 에너지관리공단 승인 시점부터 4개월 안에 시스템을 설치완료하고 설치확인검사 신청을 하여야 정부 보조금을 받을 수 있습니다. 새롭게 주택을 건축하고자 한다면 지열시스템의 설치기한을 참고하여 공정계획을 수립하실 필요가 있습니다.

3년전부터 보급되기 시작한 지열냉난방시스템은 그 효과가 입증되면서 에너지 집단 공급 도시외의 지역 의 단독주택, 펜션 등에 다양하게 적용되고 있고, 설치세대도 급속히 확대되고 있습니다. 그러나 타 설비와 다르게 배관, 기계설비, 전기판넬, 펌프설비 등 다양한 기계장치로 구성되고 땅속 150m 깊이로 천공을 하여야 하는 등 세심한 기술이 적용되어야 원하는 효과를 얻을 수 있는 분야이기도 합니다. 또 한번 설치하면 수십년을 정상적으로 작동해주어야 하기도 하구요. 이러한 의미에서 주택에 지열냉난방 시스템을 설치한다면 무엇보다 가장 신뢰가 가는 기업을 선정하여야 할것으로 생각합니다.

사진 및 자료 출처: 한화63시티 

관련글
전기 생산의 핵심, 태양광 모듈 구조 집중 해부
그린홈 태양광 공사현장에서 본 태양광 설비 유지관리 주의사항
에너지 소비의 70%를 절약하는 마을을 만든다. - 그린홈 실증단지 조성
신재생에너지를 생산해서 판매한다? 친환경에너지 건축물 인증제도 시행
전기와 열을 동시에 얻는 가정용 연료전지 시스템

성락준 | 한화63시티 기술지원팀 팀장 안녕하세요. 기술지원팀 성락준 팀장입니다. 제가 담당하고 있는 업무는 환경과 에너지 관련 사업개발 및 시행입니다. 실제 생활에 도움이 되는 친환경 신재생에너지에 대한 지식과 정보를 알려드리겠습니다.