안녕하세요.
하이하이님의 이전글 ( https://www.milemoa.com/bbs/board/9562699 )에 이어서 저의 고민도 함께 적어봅니다.
메모장에 적어놨던거 옮기는거라 평어체가 중간에 있음을 양해해주시기 바랍니다.
(인문계라서 고등학교 과학 수준으로만 생각합니다.. 문송합니다)
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(평어체 시작)
1. 질문: 왜 겨울철 집안 습도가 낮은가?
집안내의 수분량이 일정하다고 했을 때 기온이 올라가는것과 반비례로 습도는 감소하기 때문. 우리가 습도계에서 보는 습도는 온도에 따라 변하는 상대습도임.
겨울철의 실내습도가 낮은 몇가지 이유.
1) 실외온도와 실내온도 차이가 클수록 집안의 습도가 낮아진다. 집안으로 유입되는 공기의 온도가 낮을 수록 더 많이 가열해야 하고, 결국 온도의 변화량(ΔT) 만큼 상대습도가 감소함.
FYI, 상대 습도 (%) = ( 현재 수증기압 / 포화 수증기압 ) x 100
2) 단열이 안될수록 집안의 습도가 낮아진다.: 집 창문과 벽체가 결로현상과 수분의 유출로 인해 거대한 제습기 역할을 하기 때문에.
3) attic fan이 공기를 내보내는 방향으로 켜져있거나, 천장의 sealing이 좋지 않을 경우 (드라이월 아니고 아파트먼트/오피스 같은 곳의 프레임+타일로 되어있는 구조) 수증기가 천장으로 다 빠져나가기 때문에 습도가 떨어진다.
2. 위의 가설에 따른 습도를 올리기 위한 해법
1) 온도 올리는만큼 가습을 해서 상대습도를 보정한다. 다만 집 전체의 습도를 높이기 원할 경우 중앙집중식 가습기 말고는 어려움이 있음. 침실이나 거실 등 특정 생활공간 위주로 집중적으로 가습을 한다고 해도, HVAC 시스템이 한바퀴 돌고 나면 집안 내의 차가운 공기를 가열해서 운반하는 과정에서 상대습도가 낮은 공기가 운반되고, 그것이 가습된 공기를 밀어내기 때문에 습도관리에 어려움이 있다. (중앙집중식 가습기 설치및 관리의 어려움은 별개로 하더라도 이래저래 어려운 해법....)
2) 단열이 나쁜 부분을 해소해야 한다. (뽁뽁이, 문풍지, door gap insulator 등..)
3) 겨울철에는 attic fan을 끄거나 반대방향으로 돌려야 한다.
난방때문에 실내 온도가 올라갈때 습도가 떨어지는건 수분량은 그대로이지만 온도의 변화로 인해 상대습도가 변하는 경우이고, 단열이 안좋아서 습도가 떨어지는건 수분량이 감소하기 때문.
제습기 원리가 열교환과정에서 실내 온도보다 차가운 쪽에 이슬이 맺히는 결로현상을 이용하는건데, 단열이 안좋은 집에서는 같은 종류의 현상이 발생할 수 있음. 겨울철의 바깥 공기보다 실내 공기가 너무 차기 때문에. 죽어라고 가습을 해놨는데 다 창문에 가서 달라붙어버리면 습도는 잘 오르지도 않고.
4. 단열이 나쁠 때 발생하는 두가지 문제점
1) 외부와 내부의 단열이 안되어서 결로현상이나 수분 유출이 생기는 케이스
2) 또 벽이랑 창문에 틈이 있어서 거기에서 찬 바람이 유입되는 경우가 있어요. (이것도 통상 단열이 안된다고 하긴 하지만, 엄연히 1번과 다른 현상)
둘다 습도 유지에 나쁜거지만 다른 의미로 나쁜데, 전자는 위에 설명했듯이 실내 공기의 수분량 자체가 감소하는 것이고.. 후자는 바깥의 찬 공기가 들어왔기 때문에 그걸 다시 온도를 올려야 한다. 그럼 그 차가운 공기로 인해 실내 기온이 하락한만큼 다시 열을 가해야 하는데, 찬공기는 이미 적은 수증기를 품고 들어오기 때문에, 상대습도가 급격히 하락한다. 난방할수록 심히 건조해지는 나쁜 결과를 볼 수 있음.
(평어체 끝)
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응용편: 우리 집의 난방+가습을 어떻게 하고 있는가?
저희 집은 Climate Zone 4 의 기후에 히트펌프+aux 난방을 사용한 단층(+unfinished basement) 싱글 홈입니다.
겨울이 가끔의 한파를 제외하면 그렇게 춥지는 않은데. 가끔 30도 이하로 내려가면 히트펌프 효율이 매우 떨어져서 집이 쉬이 따뜻해지지 않습니다.
가족사항으로는 두살배기 딸이 있고, 침실 온습도에 민감한 배우자가 있습니다.
세 가족이 모두 한방에서 자고, 원하는 침실의 온도는 한국의 섭씨 26도에 비슷한 78-79도, 습도는 50% 선입니다.
중앙난방으로 이정도 온도를 확보하는건 미국의 집에서는 매우 비효율적이라고 생각하여, 스페이스 히터+가습기를 사용했습니다. (보일러가 그립네요..)
밤에 기온이 떨어질 때 HVAC이 자주 돌기 때문에, 적정온습도를 확보한 침실의 공기가 상대적으로 차고 건조한 공기에 의해 밀려나서 효율을 보지 못합니다. 덤으로 밤새 스페이스 히터가 돌아서 이래저래 돈도 많이 듭니다.
여러가지 시뮬레이션+실험을 통해서 현재 정착한 방법은, 침실을 위해 나머지 집 온도를 포기하는 것입니다.
겨울철(11-3월) 난방플랜:
해가 떠있을 때 HVAC 온도: 68도
at sunset: 다이닝룸과 침실에 스페이스히터 가동
오후 8시: HVAC 온도 63도로 낮춰둠: 63도가 될때까지 HVAC 정지, 침실 스페이스 히터 78도로 세팅, 가습기 maximum
오전 7시: HVAC 온도 1도 올림, 침실 스페이스히터 off, dining room 스페이스 히터 on(9시까지), 날이 좋으면 거실 블라인드 오픈(햇빛이 해 뜰때부터 정오까지 들어오는 구조라 실내온도에 도움이 많이 됩니다.)
60분에 1도씩 HVAC 온도 올려서 오전 11시까지 실내 평균 온도 68도 확보. (이때 침실은 꾸준히 열을 나눠줘서 약 72도 정도입니다.)
오후 1시: 침실 래디에이터 1단(600w)으로 세팅. 오후 2시까지 75도 정도를 목표로. 따님 낮잠에서 일어나시면 스페이스 히터 off. (보통 오후 4시쯤)
이상의 스케줄을 매일 무한반복. 온도 조절은 스마트폰의 서모스탯 애플리케이션으로 합니다. 스페이스 히터 컨트롤은 자체 서모스탯이나 스마트 플러그를 사용합니다.
그 외에, 가습기는 침실과 거실에서 24시간 운용하고, 수시로 물을 보충해줍니다.
이렇게 하면..
장점: 아이 낮잠 스케줄과 가족 취침시간에 침실을 원하는 온습도(낮잠시 75-76도, 밤잠시 78-79도, 습도는 50% 안팎)로 유지할 수 있고, 그 시간동안 HVAC이 돌지 않아서 습도가 떨어지지도 않습니다.
단점: 아침에 생활공간이 너무 춥습니다..^^; 다이닝 룸이야 공간이 워낙 작으니 스페이스 히터로 수습을 한다고 해도, 거실은 거의 오전 10시까지는 너무 추워서 뭔가를 할 수 없는 곳이 됩니다. 저야 사무실 가면 되는데, 와이프랑 딸이 좀 안되었죠.. 그래서 얼마전에 옷방으로 이용하던 침실 옆방으로 따님 놀이방을 옮겼습니다.
(가스 벽난로가 있어서 써보려고 했는데 열효율도 워낙 나쁘고 그래서 안쓰고 있네요.)
좀더 나은 방법이 있다면 개선을 해보고 싶네요.. (조언 주시면 감사하겠습니다.)
예상 Q&A
온도를 고정시키지 않는 이유는? 일단 HVAC이 20분만 돌면 침실의 온습도가 완전히 망가지기 때문입니다. 실내온도를 꾸준히 유지하는 것보다 내렸다 올리는게 열량을 더 많이 소모하는 점은 알고 있습니다만, 일단 잘 자는게 중요해서..
오전에 온도를 1도씩 찔끔찔끔 올리는 이유는? Aux heater의 개입을 막기 위해서입니다. 가스히터면 BTU가 넉넉해서 이런 걱정은 안할텐데요. 히트펌프로 가열 너무 느리네요..