아파트 전열교환기 Home Assistant 연동 자동화 — 공기질 센서 기반 제어

안녕하세요. 아파트에서 생활하면서 실내 공기질이 신경 쓰일 때가 많습니다. 특히 요리 후나 외출에서 돌아왔을 때 실내 CO2 농도가 높아지는 것을 느낍니다. 다행히 요즘 아파트에는 전열교환기(열회수형 환기시스템)가 기본으로 설치되어 있습니다. 이 전열교환기를 스마트홈으로 제어해 공기질을 자동으로 관리하는 방법을 공유합니다.

 

□ 전열교환기(전열교환형 환기장치)란

전열교환기는 실내 오염된 공기를 내보내고 신선한 외부 공기를 들여오면서, 그 과정에서 열에너지를 교환하는 환기 시스템입니다.

일반 환기(창문 열기)와 비교한 전열교환기의 장점:
- 열 손실 최소화: 실내 따뜻한 공기의 열을 차가운 외부 공기에 전달해 에너지 절약 (열 회수율 70~80%)
- 미세먼지 필터링: 헤파 필터 또는 정전 필터로 외부 미세먼지 차단
- 연중 사용 가능: 계절에 관계없이 에너지 효율적으로 환기

코콤 시스템이 설치된 아파트에서는 월패드에서 전열교환기 운전 모드를 선택할 수 있습니다.

 

□ 코콤 월패드와 전열교환기 제어

코콤 월패드에서 제공하는 전열교환기 제어 기능:
- 운전 모드: 정지, 약(최저), 중, 강
- 환기 모드: 자동, 수동
- 필터 청소 알림

월패드에서 버튼을 누르는 방식이므로, 이를 스마트홈으로 연동하려면 월패드 버튼 신호를 가로채거나, 전열교환기 본체에 직접 연결하는 방법을 사용합니다.

연동 방법은 크게 두 가지입니다:
- 월패드 연동: 앞서 소개한 Shelly Plus Uni로 월패드 신호를 감지하고 릴레이로 제어
- RS-485 직접 연동: 전열교환기 본체의 통신 포트에 RS-485 어댑터를 연결해 HA에서 직접 제어 (고급 방법)

 

□ CO2/공기질 센서 선택과 설치

자동화의 핵심은 신뢰할 수 있는 공기질 센서입니다. CO2(이산화탄소) 농도를 측정하는 센서 종류:

- SCD40/SCD41: Sensirion의 정밀 CO2 센서. NDIR(비분산 적외선) 방식으로 높은 정확도
- MH-Z19B: 저가형 NDIR CO2 센서. ESP32와 조합해 DIY 센서로 제작 가능
- SONOFF SNZB-02D: Zigbee 온습도 센서 (CO2 측정 불포함, 대기 지표로 간접 사용)
- Aqara TVOC Air Quality Monitor: CO2 + TVOC 통합 센서

저는 SCD41 기반의 Zigbee 공기질 센서를 거실 중앙에 설치했습니다. CO2, 온도, 습도를 동시에 측정합니다.

 

□ CO2 기반 자동화 설정

CO2 농도에 따른 환기 자동화를 구성했습니다. CO2 농도 기준:
- 400ppm: 신선한 외부 공기 수준
- 600~800ppm: 양호한 실내 환경
- 1000ppm 이상: 환기 권장
- 1500ppm 이상: 집중력 저하, 즉시 환기 필요

기본 자동화:

트리거: CO2 > 1000ppm
조건: 전열교환기 정지 상태
액션: 전열교환기 중 모드 운전

트리거: CO2 < 700ppm
조건: 전열교환기 운전 중
액션: 전열교환기 정지

강도 자동 조절 자동화:

CO2 1000~1300ppm → 중 모드 (2단계)
CO2 1300ppm 이상 → 강 모드 (3단계)
CO2 700ppm 이하 → 정지

 

□ 운전 모드 자동 전환

공기질 센서 기반 자동화 외에 시간대 기반 자동화도 추가했습니다.

외출 모드 (집에 아무도 없을 때):

재실 상태 = 외출 감지
→ 전열교환기 약 모드(최소 운전) 또는 정지
→ 에너지 절약

귀가 전 환기 강화:

귀가 예상 30분 전 (위치 기반 트리거)
→ 전열교환기 강 모드로 전환
→ 귀가 시 신선한 공기 환경 유지

요리 감지 자동화:

트리거: 주방 TVOC 센서 급격히 상승 또는 조리대 조명 켜짐
→ 전열교환기 강 모드 전환
→ 30분 후 자동으로 중 모드로 복귀

 

□ 에너지 절약 효과

전열교환기를 스마트하게 제어하면 에너지 절약도 됩니다. 기존에는 "틀면 계속 켜놓거나 끄면 아예 안 켜는" 방식이었는데, 자동화로 필요할 때만 적절한 강도로 운전하게 되었습니다.

특히 외출 중 최소 운전 자동화로 하루 수 시간의 불필요한 강 모드 운전을 막을 수 있었습니다. 전열교환기의 특성상 완전히 끄면 환기가 전혀 안 되므로 약 모드 유지가 최적입니다.

HA 에너지 대시보드에 스마트 플러그로 전열교환기 소비 전력을 모니터링하면 운전 모드별 전력 소비를 정확히 파악할 수 있습니다.

 

□ 마무리

전열교환기를 공기질 센서와 연동한 자동화는 실생활에서 가장 체감 만족도가 높은 스마트홈 기능 중 하나입니다. CO2 농도가 1,000ppm을 넘으면 자동으로 환기가 시작되고, 공기가 맑아지면 저절로 멈춥니다. 매번 월패드를 조작하지 않아도 항상 쾌적한 실내 공기질이 유지됩니다. 공기질에 관심 있으신 분들께 꼭 추천드리고 싶은 자동화입니다.

감사합니다.