도입하기 쉬운 지중열로 공사비를 1/4로 감축

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-01-16

일본 C회사는 2015년 1월 6일, 지중열의 도입비용을 기존의 약 1/4로 억제할 수 있는 새로운 공법인 “pile file 시스템”을 개발하였다. 지반 개량 공사용 동관을 “전용”함으로써 공사비용을 기존의 약 1/4로 억제할 수 있다는 것이다. 지중열은 1년 내내 온도가 변하지 않는 지하의 열자원을 가리킨다. 즉 “지열”과는 다르게 화산활동과 관련 없이 전국 어느 곳이든지 존재하는 재생가능 에너지이다. 지중열을 이용하면 공기열 에어컨보다 효율이 좋은 난방이 가능하다. 보다 적은 전력으로 난방효과를 얻을 수 있다. 예를 들면, 1단위의 전력을 사용하면 지하의 3단위의 열을 얻어 실내에 4단위의 열을 보낼 수 있다. 단 지중에 냉매가 통하는 관을 매설할 필요가 있기 때문에 공기열 에어컨과 비교하여 도입비용(공사비용)이 증가하는 것이 결점이다. 이 회사가 관심을 가진 것은 지반 개량공사에서 이용하는 동관이다. 전국의 신축 주택 중 지반개량이 필요한 경우는 약 1/3이다. 간토지방은 그 두 배정도이며, 본사가 있는 니가타현은 전국 평균보다 비용이 높다. 지반 개량공사에서는 동관을 다수 매설한다. 이 동관(10m)을 5개 더 매설하여 지중열 전용으로 사용함으로써 공사비용을 억제할 수 있다. 이 회사에 의하면 지반개량 공사에서는 길이 4~10m의 동관을 20~50개 매설한다. 5개를 추가하기 위해 필요한 면적은 1.8×3.5m이며, 이것은 자동차 1대분 정도이다. 주택에서 나온 냉매용 채열관이 5개의 동관을 직렬로 연결하고 다시 주택으로 되돌아간다. 동관의 내부에 채워 넣은 규산질 모래는 두 가지 의미가 있다. 열전도성을 높이기 위한 것과, U자 튜브의 배치 안정성을 높이기 위한 것이다. 지중열과 공기열을 동시에 이용함으로써 지중열 공사비용을 억제할 수 있는 제품을 개발하였다. 지열열만 이용하는 기존의 제품에서는 약 100m의 매설관이 필요하였지만, 이번 제품은 이것을 약 50m로 감소시켰다. pile file 시스템은 이 제품과 조합시켜 이용하기 위해 개발한 공법이다. 이용할 수 있는 지중열 자체의 양은 기존 공법(50m*1개)이 많지만, 공기열을 병용하고 있기 때문에 문제가 되지 않는다. pile file 시스템의 도입이 가능한 지역은 차세대 에너지절약 기준인 구분 3 이남에 해당하는 지역(홋카이도, 아오모리현, 이와테현, 아키타현의 대부분을 제외한 지역)이다. 홋카이도와 같이 겨울이 약 반년 지속되는 지역에서는 지중열의 강점을 살리기 쉽다. 미에현 이남에서는 겨울 기간이 약간 짧다. 이러한 토지에서는 지중열과 공기열의 조합이 강점을 발휘한다. (그림) pile file 시스템의 구성 yh20150113CORONA_five_590px.jpg http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1501/13/news057.html