양산부산대병원 윤정태 시설과장이 치과병원 지하에 설치된 지열 시스템의 히트펌프와 지열순환펌프를 설명하고 있다.

- 4개 건물 전체용량 1800RT 시스템
- 기존보다 냉방 50%·난방 78% 절약
- 온난화 주범 이산화탄소 배출 없어
- 신재생에너지 견학코스로도 인기
- 설치비용은 부담 대중화 어려워

난방비 걱정이 많아지는 계절이다. 대형 난방시설을 가동해야 하는 병원 호텔 기숙사 등은 에너지 절감에 대한 고민이 더욱 깊어질 수밖에 없다. 이런 고민을 한 번에 해결한 대표적인 건축물이 경남 양산시에 있는 양산 부산대병원이다.

양산 부산대병원은 지난 2005년부터 최근까지 모두 1,800RT(약 7,000㎾) 용량의 지열 냉·난방시스템을 설치해 에너지비용을 획기적으로 절감하고 있다.

■동양 최대 규모의 지열시스템

양산 부산대병원에 설치된 지열 시스템이 국내는 물론 아시아권에서 최대 규모라는 사실을 아는 이는 드물다. 이 병원에는 모두 4개 건물에 지열 시스템을 갖추고 있다. 전체 용량은 1800RT(Ton of Refrigeration) 이다. 1RT를 시간당 열량(kcal/hr)으로 환산하면 3300kcal다.

좀 더 쉽게 설명하면 도시가스로 1800RT 용량의 난방을 하려면 시간당 70만 원, 하루 10시간 이용하면 700만 원의 비용이 들어간다. 이를 지열 시스템으로 대체해 에너지를 절감하고 있는 것이다.

이 같은 지열을 이용한 냉난방 시스템은 2000년께 국내에 도입됐다. 그러나 대부분 신재생에너지 사업이 그렇듯 초기 설치비용 부담이 커 대중화에 어려움을 겪고 있다. 그러나 2004년부터 정부가 전체면적 3000㎡ 이상 공공기관 건축 시 공사비의 5% 이상을 신재생에너지 이용에 쓰도록 의무화하면서 지열시스템의 보급이 확산하는 추세다.

국내 대표적인 사례는 지난 10월 문을 연 서울시의 신청사다. 대형 지열시스템을 갖췄지만 용량은 1100RT다. 양산 부산대병원에 비해 무려 700RT가 적은 규모다. 하지만 동양 최대라는 양산 부산대병원의 명성도 조만간 내려놓아야 한다. 서울 잠실에 건설 중인 롯데월드타워(123층)에 3300RT 규모의 지열시스템이 들어서기 때문이다. 이는 세계 5번째로 큰 용량이다.

■지열시스템의 원리와 효과

태양열의 약 51%는 지표면을 통해 지하에 저장되며, 이렇게 태양열을 흡수한 땅속 100~200m 지점의 온도는 1년 내내 10~20도를 유지하고 있다. 지열 시스템은 이런 땅속의 지열에너지를 히트 펌프로 순환시켜 냉·난방을 하는 방식이다.

지열 시스템은 설치방식에 따라 다양하게 나눠진다. 양산 부산대병원은 수직으로 땅속 100~200m 지점에 밀폐된 열교환기를 설치한 뒤 물을 순환시켜 땅속의 지열에너지를 흡열·방열하는 수직밀폐형 방식이다. 그래서 보이지는 않지만 양산 부산대병원 내 도로와 화단 등 땅속에는 수백 개의 열교환기가 지하 150~200m까지 뻗쳐있다.

이 같은 지열 시스템은 기존 설비 대비 냉방 50%, 난방 78% 에너지를 절감할 수 있다. 또 장비는 약 20년, 땅속 열 교환기는 50년 이상의 수명을 제공한다. 폭발이나 화재의 사고 위험성이 없고 사계절 모두 냉·난방 및 온수를 사용할 수 있으며 무엇보다 지구 온난화의 주범인 이산화탄소 배출이 없다는 점이다.

양산부산대병원은 치과병원을 비롯해 한방병원, 재활병원 등 모두 4개 건축물에 이 시스템을 운영하고 있다. 설치비용은 모두 81억 8000여만 원으로 초기부담은 높지만, 지열 시스템으로 절감되는 에너지비용이 연간 10억 원에 달해 8년 정도 운영하면 손익분기점을 넘게 된다.

■지열 시스템 견학코스 우뚝

양산부산대학교병원은 환자와 의료계에서 국내 유일의 종합의료타운으로로 알려져 있지만 건축, 에너지업계에서는 국내 유일의 신재생에너지 견학코스로 명성이 더 높다. 병원 전체 에너지 사용량의 50% 정도를 지열 태양광 태양열 등 신재생에너지로 충당하는 국내 유일의 에너지 자립형 건축물이기 때문이다.

신재생에너지 시설의 설치가 확산되면서 지열 시스템에 관한 한 선구적인 시스템을 갖춘 양산 부산대병원의 비결을 확인하고 배우려는 발길이 끊이지 않고 있다. 최근에도 신청사를 준비하고 있는 경북도청 관계자를 비롯해 대구 동산병원, 진주 경상대병원 관계자들이 지열 시스템의 효과를 확인하기 위해 병원을 찾기도 했다.

지금은 국내 지열 시스템의 선도기관이라는 평가를 받고 있지만 사업 초기 양산 부산대병원의 고민이 없었던 것은 아니다. 국내 성공사례를 비교할 대상도 없는데다 생명을 다루는 병원인 탓에 고장 또는 사고에 대한 우려가 컸기 때문이다. 사업 초기에는 입원실과 주요 진료실은 화석연료로 공급하고, 행정동만 지열 시스템을 가동하는 등 임상시험(?) 수준으로 가동하기도 했다.

양산 부산대병원 윤정태 시설과장은 "사업 초기에는 검증이 안 돼 관계자 모두가 밤잠을 설치며 외국의 사례를 수집·검토하는 등 정상가동까지는 불안의 연속이었다고"라며 "조금씩 지열 시스템에 확신이 생기다 보니 어느새 국내 최대규모의 지열 시스템을 갖추게 됐다"고 말했다.


# 태양·빗물·폐수까지 재활용

- 에너지 절감 설비들

	양산부산대병원 의학전문대학원 옥상에 설치된 태양광 발전시설인 '파워 플랜트'

양산 부산대병원이 신·재생에너지 대표 건축물로 명성이 높은 것은 지열 시스템 외에도 태양광과 태양열을 이용하고 있기 때문이다. 여기에다 빗물과 폐수를 재활용하는 시스템까지 갖추고 있다.

치과병원 옥상에 설치된 태양열 급탕 시스템은 80RT 용량으로 시간당 25만㎉의 에너지를 공급한다. 진공관형 집열기의 면적만 400㎡에 달하는 초대형 규모다. 이곳에서 얻는 에너지는 치과병원 건물에 필요한 온수를 100% 이상 공급할 수 있는 양이다. 다만 병원 특성상 만일의 사태에 대비해 온수 공급 시스템을 보일러와 연결해 놓았다.

태양광 발전 시스템은 의학전문대학원 옥상에 설치된 일명 '파워 플랜트'다. 에어컨 10대를 동시에 가동할 수 있는 50㎾의 전력을 생산하고 있으며 연간 2900만 원의 연료비를 절감하는 효과를 얻고 있다. 물론 이산화탄소 절감 효과는 덤이다.

이밖에 22t 용량의 빗물저장탱크와 함께 싱크대에서 사용한 물 등 일반 오·폐수를 저장하는 670t 규모의 중수조가 지하에 설치돼 있다. 빗물과 중수조에 저장된 물은 화장실과 청소용으로 활용하고 있다.

병원 내에서도 치과병원과 한방병원 건물은 에너지 100%를 신재생 에너지로 공급하고 있다. 양산 부산대병원 윤정태 시설과장은 "이들 건물에는 신재생에너지 공급에 맞춰 이중창과 단열벽, LED 조명 등 에너지 절감 설비를 갖춰 국내 독보적인 에너지절감 건축물"이라고 자랑했다.