국내 공동주택에는 난방을 위하여 대부분 온수를 이용한 바닥 복사 난방시스템이 적용되고 있다. 공동주택의 난방방식은 열원 공급방식에 따라 지역난방, 중앙난방, 개별난방으로 구분할 수 있으며, 1980년대 중반 이후 도시가스의 보급이 급속히 확대되면서 가스보일러를 설치한 개별난방시스템의 적용이 증가하였다.
개별보일러를 열원으로 하는 바닥 복사 난방시스템에서 실의 부하를 처리하기 위해, 부하를 처리하는데 필요한 열량을 실로 공급해야 하는바, 이과정은 열량을 생산하는 과정과 생산된 열량을 실까지 전달하는 과정으로 구분할 수 있다.
한편, 국내 공동주택에 적용되고 있는 개별 가스보일러는 급탕부하 위주로 용량이 산정되거나 난방면적 기준으로 선정되므로 난방부하에 비해 과대 설계되는 형편이다. 또한 최근 건물의 단열성이나 기밀성이 강화되어 난방부하는 점차 감소하는 추세이나 패널의 열매조건은 여전히 관행에 따라 경험적으로 적용되고 있다. 개별난방의 경우 패널에 공급되는 온수온도
는 55~60℃이며, 시대에 따라 변하지 않고 이용되고 있다.
보일러 용량이나 패널 열매조건의 적용 현황으로부터 단위시간동안 생산되는 열량 또는 단위시간동안 패널 표면에서 실로 전달되는 열량이 난방부하에 비해 크다는 것을 알 수 있다.
단위시간동안 생산 및 전달되는 열량, 즉 시스템의 난방용량이 부하에 비해 지나치게 클 경우, 특정 시간동안 발생하는 부하를 처리하기 위해 시스템이 가동되는 시간이 짧아진다. 특히 개별보일러를 열원으로 하는 바닥 복사 난방시스템에서는 보일러의 운전에 영향을 미쳐 보일러의 짧은 가동 및 정지가 빈번하게 반복되는 현상을 유발할 수 있으며, 이러한 현상은 기기수
명을 단축시킬 뿐 아니라 더욱이 시스템의 난방 에너지 소비를 증가시킨다.
개별보일러의 짧은 가동 및 정지가 빈번한 현상과 난방 에너지 소비가 증가하는 문제를 개선하기 위해, 기존 연구에서는 시스템의 열량공급 과정에서 과다 생산 및 전달되는 열량을 줄이거나 과잉열량을 저장하는 방안을 제시하였다. 그러나 아직까지 개별보일러를 열원으로 하는 바닥복사 난방시스템은 경험에 의해 관습적으로 적용되는 경우가 대부분이고, 또한 실제 공동주택에서 난방 운전 시, 각 개선 방안의 적용 효과에 대해서도 명확히 밝혀진바 없다.
따라서 보일러의 운전과 난방 에너지 성능에 대한 개선 방안을 적용하기에 앞서, 각 개선 방안의 적용이 보일러의 운전과 난방 에너지 소비에 미치는 영향을 정량적으로 평가해보아야 한다.
이에 본 연구에서는 개별보일러를 열원으로 하는 바닥 복사 난방시스템을 대상으로 실제 난방운전 시, 기존 연구에서 제시한 개선 방안들을 적용함에 있어 조절해야 하는 요소들이 보일러의 운전과 난방 에너지 소비에 미치는 영향을 평가하고, 평가 결과를 토대로 개선 방안을 선정하여 적용효과를 분석하였다.
개별보일러를 열원으로 하는 바닥 복사 난방시스템에서 보일러의 운전과 시스템의 난방 에너지 성능을 개선하고자 할 때, 본 연구의 결과를 개선 방안에 대한 판단근거로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.