■ Yes or No, 고사양 컴퓨터로 내방 난방 가능할까?

시베리아 호랑이도 울고 갈 역대 최강 한파로 꽁꽁 얼어붙은 요즘, 여러분들은 어떤 방법으로 추위를 극복하고 계신가요? 저는 올겨울 추위를 극복하기 위해 틀어놓았던 보일러 연료비가 걱정인데요. 걱정 속에 문득 떠오른 궁금증, 고사양 컴퓨터를 3D 게임으로 계속 갈구면 난방비를 대신할 수 있지 않을까요? 그래서 이번에는 특별한 실험을 진행하려고 합니다.
과연, 고사양 컴퓨터로 보일러 난방을 대체할 수 있을지 실험을 해보려고 합니다.

■ 실험 장소 ■

실험 장소는 바로 제 방입니다. 제 방은 30평형대의 일반적인 아파트의 작은 방 사이즈로 약 10㎡ (약 3평)의 크기입니다. 방은 베란다가 없는 확장형이고 한쪽 벽면이 전면 창이라 외풍이 있는 편입니다. 때문에 겨울에는 춥고 여름에는 덥고 외부 날씨의 영향을 잘 받는 열악한 환경입니다.

■ 실험 준비물 및 방법 ■

1. 고사양 PC

▲ 실험용 PC

그리고 이번 실험에 열심히 일해 줄 고사양 PC는 방안 한가운데 책상 위에 자리를 잡고 있습니다. PC의 사양은 인텔 7세대 CPU i7-7700K를 4.8GHz로 오버클럭을 하였고, 그래픽카드는 GTX1080Ti를 장착하고 있습니다.

▲ 실험 방법 (위쳐 3 게임 4K 해상도 풀옵션)

실험 방법은 위 PC를 사용하여 4K 해상도로 위쳐3를 풀옵션으로 플레이하여 수직동기화를 끄고 GPU를 최대한 갈구어 보려 합니다. 최대한으로 컴퓨터를 갈구면 난방효율이 더욱 좋을 것 같아 링스나 OCCT 같은 툴도 생각해 보았는데, 평상시 일상생활이라고 가정하여 고사양 PC와 고사양 게임으로 선택하였습니다.

2. 열화상 카메라

실험을 위해 필자는 스마트폰 전용 열화상 카메라 FLIR ONE 제품을 준비하였습니다. 이 열화상 카메라로 컴퓨터 주변부의 온도변화를 5분 단위로 측정하려고 합니다.

그리고 컴퓨터 주변부의 온도는 컴퓨터 게임을 하는 2시간 동안 계속해서 지켜보려 합니다. 열화상 카메라의 사용은 온도의 변화를 눈으로 직접 확인할 수 있는 가시적인 실험이 될 것으로 기대됩니다.

3. 산업용 접촉식 온도계

▲ 산업용 온도계

열화상 카메라는 저가형 제품으로 촬영 시 다소 오차가 있을 것으로 예상하여, 좀 더 정확한 측정을 위해 산업용 온도계도 동원해 보았습니다. 필자는 산업용 온도계를 사용해서 아래와 같이 온도를 측정해보려고 합니다.

▲ 산업용 온도계-1, 대기(공기) 온도 측정

먼저 방 안의 평균적인 대기(공기) 온도를 측정하기 위해 방 가운데 삼각대를 설치하여 주기적으로 온도를 측정하였습니다. 방 안의 공기 온도를 측정하는 것은 실제 피부로 느껴지는 체감이 어떠할지에 대한 지표로 사용할 수 있을 것 같습니다.

▲ 산업용 온도계-2, 창틀과 책상 온도 측정 - 센서 정확도 향상을 위한 알루미늄 테이프 사용

그리고 두 번째 산업용 온도계로는 위 사진과 같이 ① 창틀 과 ② 컴퓨터 책상에 온도 센서를 고정하여 외풍이 있는 창가 온도와 방 안쪽에 있는 컴퓨터 책상온도의 변화도 기록하려고 합니다. 측정의 정확성을 높이기 위하여 알루미늄 테이프를 사용하여 열전도율을 높였습니다.

이러한 산업용 온도계의 측정은 이 실험의 정확도를 높여줄 것으로 기대됩니다.

■ 실험 시작 ■

「열화상 카메라」

▲ 측정 포인트 및 구간 (컴퓨터 전원 OFF 상태)

열화상 카메라로 측정은 컴퓨터 기준으로 앞, 뒤, 그리고 윗부분을 측정하였습니다.
1구역은 컴퓨터 통풍구 뒷부분으로 열이 배출되는 부분으로 온도변화를 관찰할 수 있고, 2구역은 창가 부근으로 창가 쪽의 온도변화를 관찰할 수 있습니다. 필자는 위 화면에 표시된 네모난 구역의 평균 온도를 측정할 것이고, 컴퓨터 윗부분의 스팟 온도도 측정할 것입니다.

또한, 온도의 변화를 색상으로 알려주는 스펙트럼은 최저 온도를 15.4℃로 고정하였습니다. 최저 온도와 최고 온도 모두를 고정할 수 있으면 좋으나 열화상 카메라가 그 부분을 지원하지 않아 어쩔 수 없이 최저 온도만 고정하였습니다. 따라서 최고 온도가 높은 경우 스펙트럼 분포가 넓어져서 온도가 높아도 파란색으로 측정될 수 있다는 것을 감안해주시길 바랍니다.

▲ 120분간 열화상 변화

위쳐3 게임을 플레이하고 2시간 동안 측정한 사진입니다. 오른쪽 스펙트럼의 최고 온도를 고정할 수 없기에 최고온도 차이에 따라 온도가 높음에도 푸른색으로 표시되는 경우도 있습니다. 일단 사진을 볼 때 확실히 시간이 경과하면서 컴퓨터 윗부분과 뒷부분의 배경이 점점 노랑과 녹색을 띠는 것을 볼 수 있었습니다.

그래서 필자는 위 열화상 카메라의 정보를 가지고 위와 같이 그래프와 표로 만들어 보았습니다. 보급형 열화상 카메라이고 열화상 카메라의 방사율 세팅이 완벽하지 않았기에 측정할 때마다 오차가 있습니다. 때문에 온도가 일정하게 오르는 모습보다도 파도가 출렁이듯 변화하는 것처럼 측정되었습니다. 하지만 측정한 3부분 모두 시간이 진행되면서 우상향하는 그래프의 모습을 볼 수 있었습니다.

마지막 120분 측정 구간에는 오류가 상당히 있어 보이나, 대략 종합하여 보면 1구역 온도는 처음 보다 약 3℃가 더 올랐고 2구역 온도는 약 2℃가 더 올랐습니다. 스팟의 온도도 약 3℃가 오르면서 컴퓨터 주변 환경의 온도가 변화하는 것을 촬영할 수 있었습니다.
대체로 컴퓨터 열기가 많이 가는 1구역과 스팟의 온도가 많이 올랐고 컴퓨터 열기가 직접적으로 가지는 않지만, 온도가 올라간 2구역도 굉장히 인상 깊었습니다.

「산업용 온도계」

산업용 온도계로 측정한 결과 굉장히 안정적인 그래프를 보여줍니다. 산업용 온도계로 측정한 공기, 책상, 창틀 온도는 꾸준히 증가하는 모습을 보여주었습니다. 공기 온도는 두 시간 뒤 1.5℃로 가장 큰 폭으로 증가했고, 책상 온도는 두 시간 뒤 약 1.2℃가 증가하였고 창틀 온도는 책상보다 더 큰 폭인 1.4℃가 증가하였습니다. 측정하는 사물마다 열전도율이 다르기 때문에 약간의 차이가 있는 것으로 보이며, 대체로 초반에 빠르게 상승하고 시간이 지날수록 상승 폭은 줄었습니다.

「관찰 전후 열화상 비교」

관찰 전후로 온도가 어떻게 변화했는지 열화상 카메라로 촬영하여 보았습니다. 컴퓨터 뒷부분 온도 변화는 컴퓨터 뒷부분의 온도 변화가 컸으며 컴퓨터 열기가 전달되지 않는 스팟 4 지점의 온도변화도 눈에 띄게 늘었습니다.

컴퓨터가 책상 상단에 있어서 그런지 컴퓨터 책상 아래 바닥의 온도는 변화가 없었습니다. 따뜻한 공기가 위로 가고 차가운 공기가 아래로 가는 공기 순환의 원리 때문인지 책상 아래의 온도변화는 거의 없었습니다.

언뜻 보기에는 처음 온도가 더 따뜻해 보이지만 우측의 스펙트럼의 스케일이 다르기 때문에 위와 같이 촬영되었습니다. 실제 필자가 빨간색 네모 박스로 표시한 부분의 온도를 확인하면 2시간 후의 온도가 창틀을 제외하고 약 2℃씩 증가한 것을 볼 수 있습니다.

방 전경의 온도는 위와 같이 변화하였습니다. 처음 온도와 2시간 후 온도를 비교하여 보면 약 2℃ 씩 증가한 것을 볼 수 있습니다.

■ 결론 ■

" 실제로 느끼기에 어떠한가? "

필자는 위와 같은 실험을 통해 컴퓨터 1대를 돌렸을 때 온도변화를 측정하여 보았습니다. i7-7700K와 GTX1080Ti를 탑재한 고사양 PC로 2시간 후 방안의 온도가 평균적으로 약 2℃ 정도 온도가 올라가는 것을 볼 수 있었습니다. 이 2℃의 온도 변화가 수치로는 작아 보이지만 필자에게 있어서는 상당히 체감이 컸습니다. 특히 방 밖에서 방 안으로 들어올 때 공기가 들숨에 코로 들어오는 순간부터 바로 몸속 깊은 곳까지 따뜻함이 전달되는 느낌입니다.

컴퓨터 열기가 대부분 상공에 머물러서 그런지 바닥은 약간 차가운 느낌이 보일러보다는 따뜻함이 덜한 것 같습니다. 하지만 고사양 PC 한 대와 고사양 게임 하나면 이 정도면 추운 한파도 이겨낼 수 있는 수준인 것 같습니다.

다만, 보일러 비용을 해결했더니 전기세가 많이 나갈 것 같습니다. 다음 달 관리비가 나오면 아마 필자는 회초리를 맞을 것 같네요. 참고로 가스, 난방비는 필자가 부담하고 수도, 전기세 등 관리비는 와이프님께서 부담합니다. 아무튼, 필자의 겨울철 난방비 절약은 성공입니다.

★ 여기서 잠깐?

PC 고사양 PC가 늘어나면 얼마나 증가할까?

▲ 가장 뜨거웠던 그래픽 카드 GTX480 레퍼런스 모델

좀 더 강력한 열을 만들기 위해 필자는 창고에 있던 GTX480도 꺼내왔습니다. 박스에 표기된 제트기처럼 아주 빠른 그래픽 카드였지만 제트 엔진처럼 너무나도 뜨거웠던 그래픽카드이기도 합니다.

PC는 위 3대를 사용하였습니다. 책상위에는 실험용 PC1을 그대로 두고 사용하였고, 책상 양쪽 아래에는 실험용 PC2와 실험용 PC3을 두고 사용하였습니다. 모두 한때 하이엔드를 자랑했던 PC이며, 특히 실험용 PC3은 극한의 오버클럭까지 더해져 많은 열이 발생할 것으로 예상됩니다.

▲ 측정 구간
1구역, 2구역 사이에는 실험용 PC1이 위치하고 있고,
3구역 옆에는 실험용 PC3이 위치하고 있고,
4구역 안에는 실험용 PC2가 설치되어 있습니다.

또한, 온도의 변화를 색상으로 알려주는 스펙트럼은 최저 온도를 17.5℃로 고정하였습니다. 최저 온도와 최고 온도 모두를 고정할 수 있으면 좋으나 열화상 카메라가 그 부분을 지원하지 않아 어쩔 수 없이 최저 온도만 고정하였습니다. 따라서 최고 온도가 높은 경우 스펙트럼 분포가 넓어져서 온도가 높아도 파란색으로 측정될 수 있다는 것을 감안해주시길 바랍니다.

▲ 80분간 열화상 변화

필자는 80분간 측정하고서 더 온도측정이 힘들어서 120분을 채우지 않았습니다. 그 이유는 공기가 너무 건조하고 덥습니다. 고 사양 PC 3대를 GPU 100% 사용으로 갈구어 주니 방 안에서 오래 있기 힘들 정도로 소음, 공기, 온도 등의 컨디션이 나빠졌습니다.

PC 3대일 때 열화상 카메라 측정 결과의 평균값을 그래프와 표로 정리해보면 위와 같습니다. 온도가 GTX 480이 사용된 3구역의 온도는 80분 동안 무려 4℃가 넘게 올라간 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 대부분의 온도 변화가 PC 한 대를 사용할 때 보다 가파르게 상승하는 것을 볼 수 있었습니다.

PC 한 대로 실험했을 때와 동일하게 산업용 온도계를 사용하여 측정해보았습니다. 공기 중 온도는 무려 3.4℃가 증가하였고, 책상 온도는 약 3℃, 창틀 온도는 2.4℃가 80분간 증가하면서 PC 1대로 2시간 동안 돌린 것보다 2배 정도 더 큰 변화량을 단 80분 만에 이루어 냈습니다. 특히 시간이 지날수록 공기 온도와 책상 온도의 간격이 벌어지면서 공기 온도가 가장 큰 폭으로 증가했다는 것이 의미 있습니다. 

고사양 PC 3대의 난방 효율은?

전기세를 고려하지 않는다면 고사양 PC 3대의 난방 효율은 정말 시간 대비 엄청난 효과를 보여주었습니다. 고사양 PC 3대를 책상 아래와 위에서 골고루 돌려주니 발바닥 피부로 느껴지는 바닥 온도 역시 따뜻하게 느껴집니다.

하지만, PC 3대에서 내뿜는 열기로 방 안의 공기가 너무 건조해지고 답답함을 많이 느껴집니다. 온도는 사실 따뜻해서 괜찮은 것 같지만 컴퓨터의 소음과 건조함으로 다른 스트레스를 유발할 수 있기 때문에 건강상 PC 3대로 난방 하는 것은 추천하고 싶지 않습니다.

■ 보너스 ■

" 풀로드 시 PC 온도 측정 (열화상) "

▲ 실험용 PC1 후면 (좌측) / 실험용 PC1 측면 (우측)

위 사진은 i7-7700K와 GTX1080Ti를 탑재한 실험용 PC1의 풀로드 시 온도입니다.

▲ 실험용 PC2 주변 온도 (좌측) / 실험용 PC3 측면 (우측)

위 사진은 i7-6700K와 GTX980Ti가 탑재된 실험용 PC2와 i7-860과 GTX480이 탑재된 실험용 PC3의 풀로드시 열화상 사진입니다. 실험용 PC2의 뜨거운 열기가 바닥 보다는 위로 상승하는 모습이 인상적입니다.

■ 종합 ■

여기까지 고사양 PC 한 대 또는 세 대로 게임과 벤치마크 프로그램을 돌리면서 열화상 카메라 및 산업용 온도계로 방안의 온도를 측정하고 난방기를 대체할 수 있는지 알아보았습니다.
시간 대비 열효율 측면에서는 PC가 많을수록 훨씬 좋지만 기타 공기와 소음 등의 컨디션이 나빠지면서 방에 오래 있기 힘든 환경으로 변하였습니다. PC가 많아지면 겨울 최강 한파도 울고 갈 환경을 보여줍니다.

반면 추운 한겨울에 고사양 PC 1대로 적당히 고 사양 게임을 플레이하기에는 시간대비 열효율이 썩 좋지는 못하지만 한 시간 이상 지속적으로 플레이하였을 때부터는 어느 정도 효과가 피부로 직접 체감됩니다. 이때는 소음이나 습도 등도 쾌적하여 겨울철 내방 난방은 고사양 PC 하나면 충분하다는 결론을 내리고 싶습니다.

■ Yes or No, 고사양 컴퓨터로 내방 난방 가능할까?
결론은 완벽히 Yes입니다.