공조분야의 에너지 절약

건물의 내부에는 조명등을 비롯하여 복사기 등의 각종 사무기기류, 전자계산기, 엘리베이터, 공조설비나 위생설비를 위한 펌프나 송풍기 등은 전력을 필요로 합니다. 이러한 기기나 기구에는 전력이 빛이나 일이라는 본래의 목적에 사용되는 것은 물론이지만 결과적으로는 그 많은 양이 열이 되어 주위에 방산됩니다. 또 빌딩에서 필요로 하는 전력을 외부에서 끌어들이 때 전압을 내리기 위해 사용하는 변압기도 전력의 일부가 열로 되어 발산합니다. 전력이외에 주방이나 보일러실에서 사용되는 도시가스에서의 발열량도, 그것들을 한데 모으면 큰 열양이 되는 경우가 많습니다. 또 건물내에 있는 인간의 신체에서 발산되는 열량도 무시할 수 없습니다. 조용히 있는 상태라도 한 명의 사람으로부터 발생되는 현열과 잠열을 합하면 약 100W의 백열전등에 상당하는 열량을 발산하고 있습니다. 이외에 건물 내부에서 발생하는 여러 가지 열을 외부에 버리지 않고, 이것을 잘 모아 이용한다면, 난방을 위해 소비하는 에너지를 꽤 절약할 수 있으며, 이러한 생각을 응용한 공조방식을 열회수방식이라 부릅니다. 공조장치에서 열회수를 실해하는 데에는 2가지 방법이 있습니다.  그 하나는 직접이용방식이라 부르는데, 이는 공기를 매체로 해서 열을 회수하는 것으로, 열회수 대상이 되는 물체에 악취나 오염이 없어야 합니다. 보통 이 대상으로는 조명기구가 선택되는 경우가 많습니다. 최근의 빌딩은 일반적으로 실내조도가 높게 되어 사무실 빌딩의 경우에는 1제곱미터당 20~30W의 전력을 조명을 위해 소비합니다. 형광등의 경우 10W 당 약 10kcal의 발열이 있기 때문에 건물 전체에서의 조명기구로부터 발열은 상당한 양이 됩니다. 직접이용방식으로 조명기구의 열을 회수하는 것은 실내로부터의 환기를 조명기구의 내측이나 외측에 설치되어 있는 통로를 통해 공기로 열을 주게됩니다. 직접이용방식은 장치가 간단하지만 열을 취득하는 대상이 한정되어 있어서 애써 열을 회수해도 그것을 저장할 수 없는 결점이 있습니다.

이것에 대해 간접이용방식이라 붙이는 것은 물을 매체로 해서 열을 회수하므로, 악취가 어느 정도 있는 조건이 나쁜 곳에서도 열을 회수해 올 수가 있습니다. 열회수의 상대가 조명기구인 경우는 기구의 덮개에 파이프를 밀착시켜 부착해 그 속에 물을 순환시켜 열을 회수하는 방법을 채택할 수 있습니다. 또 이렇게 해서 빼앗은 열을 더욱 유효하게 난방에 이용하기 위해서는 히트펌프방식이 널리 사용되고 있습니다. 히트펌프는 꽤 온도가 낮은 곳에서도 난방용 열을 퍼 올릴 수 있기 때문에 건물내의 발열을 거의 모두 회수해서 사용할 수가 있습니다. 여름에 조명기구나 그 이외의 곳으로부터 회수된 열은 냉각탑에서 외부로 버리는 한편, 냉동기는 공조기의 냉각코일에서 뺏은 열을 증발기, 응축기를 거쳐 냉각탑으로 버려 제거합니다. 겨울에 조명기구로부터 회수된 열은 증발기로 보내져 공조기의 냉각코일에서 뺏어온 열과 함께 히트펌프의 작용에 의해 난방용으로 사용되는 온도까지 높여진 후, 공조기의 가열코일에 보내어 집니다. 만일, 겨울에 건물내의 방열이 많아서 냉방이 필요한 경우는 냉각탑을 운전해서 열의 일부를 외기에 방출해 균형을 잡습니다. 이 경우, 응축기에는 냉각탑과의 사이를 순환하는 냉각수와 난방용의 순환수 2가지를 흘려줄 필요가 있기 때문에,  그 내부에 코일 2개 설치한 특수한 구조의 응축기를 사용하는데, 이것을 더블번들형 응축기라고 합니다.