바르거나 붙이면 난방비 절감되는 단열 기술 [우리가 몰랐던 과학 이야기] (226)

최근 영하 10도 안팎의 강추위가 계속되면서 난방용품도 더불어 불티나게 판매되고 있다고 합니다. 난방기를 가동하면 전기료 부담이 커지는 탓에 ‘뽁뽁이’를 창문에 붙이거나 문풍지로 문틈을 막는 등 비용을 절감할 수 있는 방법이 인기입니다.

여름철에는 태양열을 외부로 배출하는 열복사 원리를 이용한 ‘쿨 루프’가 주목받았는데요. 지붕에 흰색 페인트만 발라도 냉방효과를 얻을 수 있기 때문에 전기 소비를 절감할 수 있습니다. 그렇다면 쿨 루프처럼 바르기만 해도 난방 효과를 주는 기술은 없을까요? 오늘은 전기 없이 난방할 수 있는 단열 도료 및 코팅 기술을 소개하겠습니다.

◆열 흐름을 차단하는 단열 도료

단열효과. 출처=https://energytradeaction.org

단열 도료는 페인트에 세라믹 성분을 첨가해 만듭니다. 세라믹 단열 도료는 입력 약 30~50미크론(1미크론은 1000만분의 1m)의 세라믹 분말과 더불어 라텍스, 아크릴, 수레탄 수지 등의 결합제 등이 50~80% 구성돼 있습니다.

탁구공처럼 가운데가 비어 있는 미세한 구형의 세라믹 안료는 페인트 사이에 공기 단열층을 형성해 열이 밖으로 빠져나가지 않도록 합니다. 또한 방수와 방음 등의 기능이 더해져 겨울철 결로현상을 막고 난방비를 절약할 수 있는 방법으로 주목받고 있습니다.

◆유리에 붙이는 세라믹 단열 필름

세라믹 단열 필름. 출처=아마존(amazon.com)

유리창이 많은 집에는 세라믹 단열 필름을 활용할 수 있습니다. 유리창에 단열 코팅 필름을 붙이기만 하면 여름철에는 상당량의 적외선을 반사해 실내 온도 상승을 억제해주고, 겨울에는 실내 난방열을 외부로 빠져나가지 않게 해주어 냉·난방비를 절감할 수 있습니다. 시공도 간단해 설치비용도 낮다는 것도 장점입니다.

◆스마트 냉난방 코팅 소재 TARC

온도 적응 열 방출 도금(TARC) 소재. 출처=미국 로런스 버클리 국립연구소

지난 12월 미국 로런스 버클리 국립연구소는 자동으로 여름에는 시원하게, 겨울에는 따뜻하게 실내 온도를 각각 유지해주는 ‘스마트 냉난방 코팅’ 소재를 개발했다고 밝혔습니다. 이는 TARC라는 소재로, 온도 적응 열 방출 코팅(temperature-adaptive radiative coating)을 의미합니다.

TART의 핵심 물질은 바로‘이산화바나듐(vanadium dioxide)이라는 금속으로, 이 물질은 섭씨 약 67도를 기점으로 낮은 온도에서는 적외선 열복사를 차단하고, 높은 온도에서는 외부로 열을 방출합니다. 실제 지붕 위에 설치하여 실험한 결과 일반 가정에서 최대 10%까지 전기를 절약할 수 있다고 합니다.

연구팀은 지붕뿐만 아니라, 스마트폰과 노트북 배터리 수명을 늘려줄 열 및 자동차 보호소재, 모자와 재킷 등에도 적용할 수 있을 것으로 내다보고 있습니다.

여름 및 겨울철에 냉난방 기계를 가동하면 전기료는 물론, 탄소 배출 또한 증가해 환경에도 영향을 미칩니다. 단열 도료와 코팅제를 이용한다면 전기료를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 환경도 보호할 수 있어 일석이조죠. 올겨울 보일러 온도를 높이는 대신 창문이나 벽의 단열을 보완해보는 건 어떨까요?

한화솔루션 블로거

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