GEMINI: 장비를 위한 더 넓은 공간

GEMINI 하우스는 실제로 1.5층짜리 주택으로, 1층은 주거 공간이고 반층은 서랍장이 있는 기계실이며, 이 서랍장이 지하실 역할을 대신합니다.

집 안에서 가장 적은 공간을 차지하는 기술은 무엇일까요? 바로 콘센트에서 나오는 전기입니다. 벽에 설치된 두께가 불과 몇 밀리미터에 불과한 적외선 패널과 온수용 22kW 순간온수기 하나면 충분합니다. 가스에는 공간이 조금 더 필요합니다. 하지만 여전히 아주 저렴합니다. 이런 프로판 가스식 순간온수기는 알리바바에서 50 € 정도에 구입할 수 있습니다.

에너지 생산과 높은 효율을 위해서는 공간이 필요합니다

2,378 mm × 1,134 mm 크기의 모듈 60개만 해도 이미 160 m²에 달합니다. 두께가 30 mm라면 약 5 m³에 달하는 설비 규모입니다. 여기에 160 kWh 용량의 배터리와 인버터까지 더해집니다. 이것들도 많은 공간을 차지합니다. 배터리뿐만 아니라 100kWh 이상일 때 의무적으로 적용되는 화재 방지 조치도 마찬가지입니다. 100 mm 두께의 강철 미네랄 울 패널로 설비실을 감싸기만 하면 문제는 해결됩니다. 그렇다면 ‘더 넓은 주거 공간’과 ‘설비를 위한 충분한 공간’ 사이의 상충되는 목표를 어떻게 조화시킬 수 있을까요? 아주 간단합니다. 모든 설비를 거실 층 아래에 있는 높이 1.4m의 공간에 넣으면 됩니다. 아무도 높이 1.4m인 거실을 원하지 않으니, 문제는 해결된 셈입니다. 어떻게 이런 일이 벌어진 걸까요? 도로 교통의 높이 제한인 4m 때문이었습니다. GEMINI 하우스는 6개의 부품으로 나누어 설치 장소까지 운반해야 했고, 가능한 한 한계를 최대한 활용해야 했기 때문입니다. 그래서 높이 2.5m인 거실 공간이 있고, 그 위에는 지붕, 아래에는 바닥, 그리고 높이 550mm인 트레일러가 있습니다. 최대 높이 4m에 맞춰 남은 공간을 어떻게 활용해야 할까요? 이러한 고려 사항을 바탕으로 집 아래에 저온 열저장 장치를 설치하고, 지하실 대신 서랍식 시스템을 도입하게 되었습니다. 물론, 4m 높이에는 2층을 모두 수용할 수는 없지만, 1층은 물론 설비를 위한 넉넉한 공간도 확보할 수 있습니다. 40m³ 규모의 저온 열저장 장치 역시 효율을 높이기 위한 기술입니다. 하루 중 가장 더운 시간대에만 공기에서 열을 흡수하고, 한파가 닥쳤을 때 20°에서 5°로 온도가 떨어진 40m³의 물을 활용하면 696kWh의 열을 확보할 수 있습니다.

2005년부터 2020년까지 잘츠부르크에서 하루 중 가장 더운 시간과 가장 추운 시간의 기온 차이. 왼쪽부터 오른쪽으로 1월부터 12월까지. 위에서 아래로 25°에서 0°까지의 차이.

온수 공급

보일러가 있습니다. 거기로 수돗물이 들어와 가열됩니다. 보일러에 담긴 물이 다 떨어질 때까지 샤워를 할 수 있습니다. 레지오넬라균을 사멸시키기 위해서는 보일러 내의 물 전체를 정기적으로 60° 이상으로 가열해야 합니다. 이렇게 높은 온도에서는 열펌프의 성능 계수가 상당히 떨어집니다. 다른 방법은 신선수 스테이션을 사용하는 것입니다. 여기에는 온수가 담긴 탱크와 판형 열교환기가 있습니다. 온수꼭지를 열면 판형 열교환기의 한쪽으로는 수돗물이 흐르고, 다른 쪽으로는 펌프로 탱크에서 끌어온 물이 흐릅니다. 일반적인 시스템은 탱크 내부 온도를 50°로 설정합니다. GEMINI 주택에서는 이 온도를 42°로 설계했습니다. 수돗물을 41°까지 데워주는 넉넉한 크기의 판형 열교환기와, 충분한 단열 처리가 된 대형 탱크가 있습니다. 20cm 두께의 PIR 폼으로 감싼 1m³ 용량의 물탱크는 어떨까요? 총 용량은 2.75m³에 불과합니다. 일반 주택에서는 도저히 이 정도 용량을 수용할 수 없습니다.

	GEMINI 1000 l	프리미엄 500 l
용량 (리터)	1000	500
수온	42°	50°
20°에 대한 열손실(W)	33	80
연간 열 손실 (kWh)	289	701
열펌프의 성능계수	3,4	2.9
연간 전력 소비량 (kWh)	85	242

이건 단지 온수를 저장탱크에 보관하기 위한 대기 전력 손실일 뿐입니다. 이 차이는 연간 약 1,000km를 자동차로 주행하는 것과 같습니다. ‘프리미엄’ 단열 처리가 된 500리터 저장탱크보다 비용도 더 들지 않습니다. 단지 공간을 훨씬 더 많이 차지할 뿐입니다.

온수 생산 부문 세계 기록

저는 이미 기네스 세계 기록 팀과 이 주제에 대해 화상 회의를 한 적이 있습니다: 온수 공급 효율 부문 세계 기록입니다. 여기서 비결은 겨울철 수돗물 온도가 5°에 불과할 수 있다는 점입니다. 먼저 저온 열저장탱크에서 나온 수돗물을 판형 열교환기를 통해 15°까지 가열합니다. 다음 판형 열교환기는 난방용 버퍼 탱크에서 27°의 온수를 가져옵니다. 세 번째 판형 열교환기는 온수 공급을 위해 42°인 저장 탱크에서 열을 흡수합니다. 이렇게 하면 가열 과정의 대부분이 42°에서 가능한 것보다 훨씬 더 높은 성능 계수로 이루어집니다.

열펌프의 작동 횟수 감소

예전의 열펌프는 켜고 끄는 기능밖에 없었습니다. 오늘날 일반적으로 사용되는 열펌프는 거의 모두 인버터를 갖추고 있습니다. 이를 통해 압축기의 회전수가 조절됩니다. 하지만 5.6kW 열펌프의 최소 출력이 1.7kW라면, 이조차도 여전히 지나치게 높을 수 있습니다. 이 열펌프는 난방, 냉방, 온수 공급, 그리고 경우에 따라 작은 수영장 가열 등 다양한 역할을 수행합니다. 단열이 잘 된 주택의 경우, 기온이 -10°일 때조차 1.7 kW는 과한 전력입니다. 이 경우 다시 펄스 작동 방식으로 전환해야 합니다. 즉, 인버터를 최소 설정으로 맞추되, 여전히 전원을 켜고 끄는 작업이 필요합니다. 얼마나 자주? 하루 10회 미만이 모범적인 것으로 간주됩니다. 하루 50회 이상 가동하는 것은 부적절한 운영으로 간주됩니다. 열펌프의 출력량이 최소 1.7 kW이고 난방 부하가 0.5 kW라면, 1.2 kW가 과잉인 셈입니다. 넉넉한 용량의 버퍼 탱크를 사용하면 8시간 동안 충분하며, 이 경우 하루에 3회만 가동하면 됩니다. 모든 것이 가능하지만, 단지 공간 문제일 뿐입니다.

열회수 기능이 있는 환기 시스템

오래된 건물에서는 거의 유일한 해결책이 개별 방 환기 시스템뿐입니다. 약간 큰 원형 톱을 사용해 벽에 150mm 구멍을 뚫고 그곳에 환기 시스템을 설치하면 됩니다. 중앙 환기 시스템을 설치하려면 환기관이 필요합니다. 이 배관의 직경은 200mm여야 하는데, 이렇게 하면 유지보수가 훨씬 수월해지고 소음과 전력 소비도 매우 적습니다. 도대체 누가 천장에 200mm 배관을 그렇게 쉽게 설치할 수 있겠습니까? 1년 동안 130mm 배관을 사용할 때 13W와 30W의 차이는 무려 150kWh에 달합니다. 개별 방 환기 시스템에 비해 갖는 장점은 공기가 거실과 침실로 유입되고, 욕실, 화장실, 주방에서 배기된다는 점입니다. 이를 각각 급기 공간과 배기 공간이라고 부릅니다. 환기 시스템에 관한 제 동영상입니다.

GEMINI 하우스는 사실

GEMINI 하우스는 사실 1.5층짜리 주택으로, 1층은 주거 공간이고 반층은 서랍이 설치된 설비 공간으로 지하실 대신 사용됩니다. 만약 2층 건물이었다면, 기술 공간의 1제곱미터마다 논쟁이 즉시 벌어졌을 것입니다. “이 1제곱미터를 기술 공간 대신 주거 공간으로 사용하는 것이 더 낫지 않겠는가?”라는 식의 말이 나왔을 테니까요.

EWG - 에너지·난방·차고

오래된 주택을 리모델링할 때, 새로운 설비를 설치할 공간이 전혀 없다면 어떻게 해야 할까요? 제가 아는 2000년에 지어진 목조 주택의 경우, 2m² 크기의 창고에 가스 난방 설비가 설치되어 있습니다. 이에 대한 해결책으로 EWG(에너지·난방·차고)가 고안되었습니다. 하지만 이 방식에도 상당한 제약이 있습니다. 15kWh 배터리 11개 대신 3개만 설치할 수 있습니다. 완충 저장 탱크를 설치할 공간이 없습니다. 저온 열 저장 탱크 대신 차고 아래에 깊이 3~9m의 시추공을 격자 형태로 뚫어야 합니다.

티니 하우스

며칠 전 타이니 하우스 프로젝트에 대해 알게 되었습니다. 외식업계의 계절 근로자들을 위한 28m² 규모의 공간입니다. 정말 좋은 아이디어네요. 예전에는 계절 근로자들을 다락방이나 지하실에 임시로 머물게 하곤 했었죠. 마치 “하루 종일 일하는 사람은 주거에 있어 편안함을 요구할 자격이 없다”는 식의 논리다. 그런 사람은 지쳐서 침대에 쓰러지기만 할 뿐, 근무 시작 전에 다시 깨워진다. 어떤 사람들은 어떤 수수께끼든 풀지 않고는 못 배기는 법인데, 저는 에너지 관련 수수께끼라면 어떤 것이든 풀지 않고는 못 배깁니다. 열펌프, 이걸 어디에 설치해야 할지, 무엇보다도 난방 부하가 매우 적은 곳에 적합한 열펌프는 어디서 구할 수 있을까요? 그래서 저는 과도하게 큰 열펌프가 끊임없이 작동하는 것을 피하기 위해 곧바로 PCM(상변화 물질)을 떠올렸습니다. 비용은 들겠지만, 공간이 없다면 돈을 더 들여서라도 공간을 확보할 수밖에 없습니다. 알리바바에서 기성품 PCM 열저장 장치를 찾아보았지만 아무것도 나오지 않았습니다. 그 대신 얼마 지나지 않아 스위스 회사의 광고가 제 휴대폰으로 들어왔습니다. 그곳에는 완제품 PCM 축열기가 있습니다. 아직 가격표를 받지 못했지만, 알리바바보다 가격이 더 비쌀 것으로 예상됩니다.

주택 리모델링 공사 모집

이제 벌써 4개의 프로젝트가 되었습니다. 지역도 꽤 넓게 분포되어 있네요: 부르겐란트, 엘베, 브레멘, 스위스. 앞으로 더 많은 프로젝트가 생기면 좋겠습니다.

벽면 난방 장치의 전자 부품: 전원 공급 장치, 팬용 PWM 제어기, 그리고 제어를 위한 Wi-Fi 및 Zigbee 기능을 갖춘 마이크로컴퓨터.

우리는 누구인가요? 우리의 주주들

우리는 누구인가? 우리 주주들. 기존 주주 여러분은 물론, 조만간 많이 늘어나기를 바라는 신규 주주 여러분 모두에게 이러한 종류의 기고를 부탁드립니다.

새로운 주주 유치

지금까지 신규 주주 소개를 통해 직접 주주가 된 분은 전체 주주의 2%에 불과합니다. 앞으로는 이 비율이 훨씬 더 높아져야 합니다. 이 제안은 직접 추천 시 매입한 주식의 10%, 어시스트 시 5%를 지급하는 것입니다. 여기서 ‘어시스트’라는 용어는 축구에서와 같은 의미로 이해합니다. 즉, 득점자에게 공을 패스한 사람이 어시스트를 기록한 것입니다.