코로나19가 장기화됨에 따라 건물 내 전염을 방지하고 에너지사용을 줄일 수 있는 논의의 장이 만들어졌다.

대한설비공학회 공조부문학술위원회(위원장 김동우, 대림대 소방안전설비과 교수)는 10월29일 킨텍스 제1전시장 세미나실에서 ‘2020년도 공조부문 학술강연회’를 개최했다. 이번 행사는 ‘2020 K-방역 엑스포’의 부대행사 일환으로 열려 코로나19 전염방지를 위해 1테이블 1인씩 거리를 두고 모든 테이블에는 비말확산방지 아크릴 가림막을 설치했다.

김동우 위원장은 인사말을 통해 “냉난방수배관전문위원회와 한국건설기술인협회 기계기술인회의 적극적인 협조로 이번 학술강연회를 개최하게 돼 감사의 말씀을 드린다”라며 “코로나19가 쉽게 끝나지 않는 상황에서 백신을 빨리 개발하는 것도 중요하지만 건물에서 전염을 방지할 수 있는 설비를 담당하고 있는 우리들의 임무도 매우 중요하다”고 말했다. 이어 “오늘 강연회를 통해 코로나19 확산을 방지하는 에너지절감방안 도출을 기대한다”고 덧붙였다.

학술강연회는 ‘2020 방역과 에너지절약적인 공기조화설비’라는 주제로 △코로나19 대응 공기환경제어솔루션-휴미컨(이대영 휴마스터 대표) △공용출입구용 아트크린에어샤워(염철민 신성엔지니어링 차장) △코로나19 대응 환기방역을 위한 열회수 환기장치의 환기성능 및 살균기능 제고(임태규 힘펠 상무) △부스터펌프시스템 에너지절감기술(최두열 세고산업 이사) △실내공기 살균기능 병원 음압설비(박동일 하나지엔씨 대표) △수열에너지를 활용한 냉난방시스템(김종현 지엔원에너지 부장) △온도감응형 밸브(김윤성 삼양발브종합메이커 본부장) △제로에너지하우스에서 개별 열펌프 공유기술을 활용한 마이크로그리드 급탕공급기술 개발(Ravneet Singh 유천써모텍 과장) △AI건축물 에너지절약시스템 TECS 4.0(윤재동 이투지 대표) 등이 발표됐다.

이대영 휴마스터 대표는 ‘코로나19 대응 공기환경제어솔루션-휴미컨’을 발표했다. 휴미컨은 환기·공기청정·데시컨트제습 복합 공기환경시스템으로 습기필터 열회수환기기능의 우수성이 장점이다. KOLAS 인정기관인 에너지인증연구소의 공인인증시험 결과 유효전열교환효율은 냉방 시 71.5%, 난방 시 79.1%를 기록했다. 고효율에너지기자재 인증기자재기준이 냉방 시 45%, 난방 시 70%였던 점을 감안하면 매우 높은 수치인 것을 알 수 있다.

또한 에너지소비효율 1등급 전기제습기대비 제습효율이 140%로 매우 뛰어나며 휴미컨의 습기필터용 고분자 제습소재는 실리카겔 등 기존 제습재보다 흡습성이 5배 크다. 이외에도 탈취·향균·항곰팡이 등과 미세먼지를 제거하는 공기청정기능이 강점이다.

염철민 신성엔지니어링 차장은 ‘공용출입구용 아트크린에어샤워’를 발표했다. 최근 미세먼지가 사회적 문제로 대두되면서 많은 사람들이 불편을 느끼고 있다. 특히 초미세먼지는 폐포에 도달할 수 있으며 크기가 작을수록 폐포를 통과해 혈액을 통해 전신으로 순환할 수 있다는 위험이 있다.

신성엔지니어링의 에어샤워는 미세먼지 제거를 통한 쾌적한 주거환경유지가 목적이다. 1,950(H)*800(W)*800(D) 크기로 1회당 30초, 토출풍속 30m/s 기능을 보유하고 있다. 또한 광플라즈마 살균기능으로 공기 중 산소와 수분 분자를 이온화해 다양한 반응성 산소종과 같은 전화물질을 발산시켜 각종 오염물질을 분해, 제거할 수 있다.

임태규 힘펠 상무는 ‘코로나19 대응 환기방역을 위한 열회수 환기장치의 환기성능 및 살균기능 제고’를 발표했다. 국민들이 일상생활을 영위하는 다중이용시설은 코로나19 감염에서 매우 위험한 상황이다.

임태규 상무는 “학교, 교회, 카페, 콜센터 등을 포함한 다중이용시설의 환기횟수를 늘려 감염성 비말농도 저감관리가 필요하다”라며 “다중이용시설의 에너지절감과 실내 비말농도를 낮추기 위해 열회수환기장치 기준마련 및 법제화가 요구된다”고 말했다.

교실 내 코로나19 감염예방 효과를 높이기 위해 환기횟수를 시간당 6회로 늘려야 하며 장치 내부에 UV 살균기술 적용으로 살균성능을 추가해 환기방역기능을 강화해야 한다고 강조했다.

최두열 세고산업 이사는 ‘부스터펌프시스템 에너지저감기술’에 대해 발표했다. 부스터펌프시스템은 직입기동방식에서 회전수 제어방식 적용을 하거나 단일 인버터에서 개별인버터를 적용하는 등 에너지절감 방안이 적용되고 있다. 또한 고효율 펌프 및 프리미엄 모터, 배관마찰손실을 보정한 운전압력 변경, 소유량+대유량 펌프 조합 등도 펌프시스템의 에너지효율을 올릴 수 있다.

세고산업은 펌프사용패턴을 분석하고 시스템 에너지절감 분석계획 작성, 소유량펌프의 출력주파수 상향조절 등을 통해 에너지절감형 부스터펌프시스템을 개발했다. 

최두열 세고산업 이사는 “국내·외 부스터펌프시스템에 대한 소비전력은 동일한 유량패턴을 적용해 24시간동안 구동, 소비전력을 측정하는데 개발제품의 경우 기존 국내 제품에 비해 5.2%, 외산제품에 비해 4.2% 절감효과가 나타났다”라며 “토출압력의 오차율은 0.1~2.5%, 토출유량 오차율은 0.3~2.4%로 확인했다”고 말했다.

박동일 하나지엔씨 대표는 ‘실내공기 살균기능 병원음압설비’를 발표했다. 공조설비에서 살균 및 제균을 할 수 있는 방법은 파장이 짧은 UV를 이용한 살균, 필터를 이용하는 방법, 필터 양면에 플라즈마 Anion, 오존을 발생시켜 필터를 살균하는 방법, 가열튜브를 이용하는 방법 등이 있다.

Anion Clouster방식은 음이온과 오존 사이에서 일어나는 효과적 반응이론으로 생성되는 수산기(OH)는 살균력이 있어 오존으로 단독 사용할 때보다 훨씬 효과적이다. 하나지엔씨의 공기살균장치 이온클러스터는 실내 살균능력은 물론 환기횟수 및 외기도입량을 줄여 에너지비용을 절감하고 새집중후군을 유발시키는 VOC를 삭감, 실내공기를 정화한다. 또한 무취의 분자로 이온화해 자기이온을 분해하는 탈취효과도 가지고 있다.

김종현 지엔원에너지 부장은 ‘수열에너지를 활용한 냉난방시스템’을 발표했다. 수열은 물이 존재하고 고온, 고압조건의 자연상태에서 미네랄로 형성된 에너지로 물의 온도에너지를 직접 또는 히트펌프로 회수해 건물의 냉난방 및 급탕에 이용하는 시스템이다.

수열에너지의 직접활용한 사례로는 Cornell’s Lake Source Cooling Facility로 Cayuga호수의 심층냉수를 냉방에 활용, 2000년 7월 시운전을 개시했다. 냉수는 lthaca high school과 Cornell University에 공급되고 있다. 최대 냉방용량은 2만RT이며 기존 냉방설비의 86% 에너지절감을 실현했다.

김종현 부장은 “국내 수열에너지 직접 활용방식으로는 강원도 수열에너지 클러스터 조성사업이 진행 중이며 소양강댐의 심층냉수를 이용해 데이터센터, 스마트팜, 물기업 특화산단 등 물-에너지-식량 Nexus 기반의 신BM을 창출할 계획”이라며 “간접활용한 사례는 롯데월드타워로 수도권 1단계 광역상수원수를 이용해 히트펌프 3,000RT, 수축열조 2,000RT에 공급, 기존 시스템대비 28%의 에너지절약 효과를 얻었다”고 강조했다.

김윤성 삼양발브종합메이커 본부장은 ‘온도감응형 밸브’를 대상으로 주제발표를 진행했다. 삼양발브의 온도감응형 밸브는 배관 내 유체온도를 감지하는 센서를 통해 작동유무 자가진단이 가능하며 유체검출온도 △T℃ 세팅을 통해 증발역할에 따른 정확한 유량공급이 특징이다. 냉난방 가동 후 180시간 이상 구동기 CLOSE 시 밸브의 고착방지를 위해 고착방지기능이 실행된다.

김윤성 본부장은 “냉난방 단열부하에 따른 전체 부하열량 기준으로 정확한 밸런싱은 정확한 요금부과 및 수배관 내 열사용에너지를 줄일 수 있다”라며 “온도감응형 밸브는 제어솔루션 기능으로 냉방 △T 5℃, 난방 △T 10~15℃를 만족해 운송열 손실을 방지할 수 있으며 사용자 특성에 맞춰 다양한 △T값 변경이 가능하다”고 설명했다.

Ravneet Singh 유천써모텍 과장은 ‘제로에너지하우스에서 개별 열펌프 공유기술을 활용한 마이크로그리드 급탕공급 기술개발’을 발표했다. 

제로에너지하우스의 패시브기술을 통해 냉난방부하는 현격하게 감소되고 있으나 급탕 소요에너지는 패시브기법으로는 절감이 곤란하며 오히려 사용량 증가로 인해 급탕에너지소비가 증가되고 있는 상황이다. 

유천써모텍은 연구개발을 통해 세대 히트펌프를 조합해 개별 급탕 생산 후 열네트워크를 이용, 세대급탕 공급이 가능한 마이크로 급탕그리드시스템 및 냉난방 및 고온급탕(60℃) 동시공급형 지중열원 히트펌프를 개발하고 있다. 이는 급탕가열에 소요되는 1차에너지를 기존대비 30% 이상 절감할 수 있으며 세대 열펌프 용량감소 및 지중열원 열교환기 소요수량을 30% 이상 줄일 수 있다.

윤재동 이투지 대표는 ‘AI건축물 에너지절약 시스템 TECS 4.0’을 발표했다. 건축물 냉난방에너지는 냉난방공조 반송동력의 75%(IPLV 기준)가 바려지고 있으며 냉동기 입출구 온도차(△T 5℃) 유지불가로 20% 이상의 효율저하 운전이 이뤄지고 있다고 지적했다.

윤재동 대표는 “에너지절약은 시스템의 융합 없이는 이뤄질 수 없다는 점을 강조하며 저유량냉동기, 인버터 순환펌프, 기능성 밸브, 자동제어의 융합을 통한 부분부하 대응이 강조된다”라며 “호서대 실증실험 결과 2017, 2018년 연평균 냉난방 동력비가 냉방 67%, 난방 90% 절감됐된 것을 확인했다”고 말했다.