창립 25주년을 맞이한 지지케이(대표 안근묵)는 세계 최초로 지하수오염방지장치(일명: 크린캡)를 개발해 신제품(NEP)인증 및 조달우수제품 지정으로 국내시장 보급을 통해 우리나라 지하수이용시설의 유지관리 환경을 개선하는데 앞장서 왔다. 특히 해외 41개국 국제특허등록으로 기술력을 인정받은 바 있다.
2004년 기업부설연구소를 설립하고 2006년부터 지열에너지와 관련된 다수의 국가연구과제를 수행하면서 지하수 및 지질지반에 관한 연구개발을 지속해온 지지케이는 현재 93건의 발명특허기술을 보유하고 있다. 이중 53건이 지열냉난방시스템 핵심 구성품인 지중열교환기 설치와 관련된 특허기술로 지중열교환기 안정화에 일조하고 있다.
특히 지지케이가 보유한 개방형 지중열교환기 설치기술은 2015년 지열분야업계 최초이자 유일한 건설신기술(제772호) 지정을 시작으로 2016년 LH공사 우수신기술(제품) 선정, 2019년 중소벤처기업부 성능인증에 이어 SH공사와 국방부·인천도시공사 등에서 시범적용 신기술로 선정됐다.
또한 한국수자원공사 및 한국농어촌공사와 신기술사용협약을 체결하며 보급이 확대되고 있다. 특히 지지케이는 ‘계절적 호환성 및 대체 운용이 가능한 투웰방식개방형 지열시스템’ 등 다수의 지중열교환기 안정화 기술과 함께 ‘지중에너지 활용 다변화 기술’을 보유하고 있는 지중열교환기술 선도기업으로 평가받고 있다.
지중열교환 관련 기술개발 현황
지지케이는 2007년 지열에너지 활용기술에 관한 특허출원을 시작으로 지중열교환기 안정화에 관심을 갖기 시작했다.
최근에는 △간편한 설치시공 구조 △지하수 순환체계 안전성 △열교환 성능 극대화 △30년 지속가능한 유지보수 등 ‘개방형 지중열교환기 안정화 4대 필수조건’을 스스로 제시하며 4가지 조건을 모두 구현할 수 있는 맞춤형 지중열교환기 연구개발에 집중하고 있다. 건설신기술(제772호)도 그중 하나다.
신기술(명칭: 상향순환 체계를 갖는 열교환시스템과 쌍방향 게이트에 의해 공급 및 환수배관 결속구조를 가진 지열우물공 시공기술)은 PVC파이프가 제거된 나공(Open-Hole) 상태의 지중열교환기에 쌍방향 게이트가 구비된 밀폐식 상부보호공을 적용해 순환설비를 최적화한 기술이다.
시공구조 개선으로 기존 개방형의 고질적인 하자발생 원인을 제거한 실기술로 나공상태의 지열우물공에 심정펌프와 공급관, 환수관을 일체식으로 설치한 구조로 PVC파이프의 파손·변형, 유공관 막힘에 의한 지하수 순환 장애 등 기존 개방형의 하자발생 원인을 근본적으로 차단한
것이다.
동일한 굴착제원의 기존 개방형에 비해 지중열교환기 내 지하수 순환용적이 1.7배 확장되고 지하수 이동속도가 1.6배 느려진 상태에서 상향 순환하는 ‘Bottom-Up’ 열교환 방식으로 넓은 공간과 충분한 시간으로 열교환 조건이 좋아져 열교환 성능효율이 약 18% 향상된다.
또한 지중열교환기에서 고장이 발생하는 경우 복잡한 구조 때문에 원인 점검이나 재생정비가 사실상 어려웠던 기존 개방형과 달리 지중열교환기에서 순환설비 일체를 원터치 분리·결속하는 기능으로 설비 점검 및 재생정비 등 유지보수 편리성을 확보한 것이다.
지중열교환기는 땅속에 설치하는 시설인 만큼 개방형이나 밀폐형 등 모두 한번 설치하면 바꿀 수도 없이 30년 이상을 사용해야 하는 지중열교환기의 특성을 감안할 때 지속가능한 유지보수는 가장 큰 장점이다.
지지케이 지열시스템(성능인증)은 거기에 더해 ‘지열에너지생산 현황패널’을 추가했다. 건물의 주 출입구에 설치하는 현황패널에 지열에너지생산량(kcal)을 전력량(kW)으로 변환시켜 보여주는 LED표시창을 설치, 누구나 지열에너지생산 현황을 쉽게 볼 수 있도록 한 것이다.
500만원 이상 제작비에 번거로운 설치작업이 뒤따르는 일이지만 건설신기술과 지열에너지설비에 대한 소비자의 신뢰와 인식개선에 큰 도움이 되고 있다.
총74개 공공건물 신축사업 적용
지지케이의 건설신기술은 시공성·경제성·현장적용성 등에서 우수성이 입증되면서 한국자산관리공사 나라키움정책연수원·인천지역본부사옥·경기지역본부사옥, 대전지방국세청, 부산광역시 오페라하우스, 부산광역시 패션비즈센터, 충남소방복합시설, 전북교육청 교육수련원, 전북혁신도시 2중학교, 동대구벤처밸리 기업성장지원센터 등에 설치됐다.
또한 전북대 국제컨벤션센터, 전북대병원 감염병대응센터, 전남대 동물의료센터, 순천대 산학협력관, 목포해양대 해사과학관, 고려대 지구환경과학관, 삼육대 중앙도서관, 경기신용보증재단 사옥, 강원연구원, 판교 제2테크노밸리 기업성장지원센터 등을 포함해 총74개 공공건물신축사업에 적용됐다.
최근에는 서울마곡지식산업센터 복합개발사업 등 20여건의 신규사업에 설계반영이 진행되고 있다.
지지케이의 관계자는 “건설기술진흥법 제14조(신기술의 지정·활용 등)에는 ‘설계반영의무’ 규정과 ‘업무담당자 면책’ 규정이 명시돼 있으며 서울특별시와 경기도를 비롯한 15개 광역시·도와 광주광역시 교육청, 전라북도 교육청에서도 각각 ‘건설신기술 활용촉진에 관한 조례’를 제
정해 건설신기술 설계반영 등 활용촉진을 지원하고 있다”고 밝혔다.
향후 기술개발 계획
지지케이의 관계자는 “지중열교환기는 간단한 구조와 지속가능한 유지보수가 생명”이라고 강조한다.
건물 기계실에 설치하는 지열히트펌프 등 기계장치는 설계·제조·시공 등의 측면에서 고도화·안정화된 반면 땅속에 설치하는 지중열교환기는 유지관리를 고려하지 않는 미흡한 설계에 부실시공이 더해져 결국에는 치명적인 하자가 발생하고 그로 인해 소비자의 불신이 커져가고 있다.
이같은 현실을 안타깝게 생각한 지지케이는 오래전부터 ‘어떻게 사용하고, 유지관리 할 것인가?’ 스스로에게 질문을 던지고 답을 구하는 자세로 지중열교환기 안정화에 노력하고 있다.
건설신기술의 활용 촉진을 도모하는 한편 ‘지중열교환기 10년 보증제’와 ‘무상점검서비스’를 실시하고 있다. 국가 신기술촉진 연구사업(복수의 지열정 페어링 및 지하수연동 제어기술을 활용한 지중열교환 효율증대기술 연구)의 성공적 수행으로 제2의 개방형 신기술도 완성단계에
있다.
특히 개방형 지열과 수축열 융합기술 고도화를 통해 적은 면적에서도 건물의 전체 냉난방 및 급탕을 해결할 수 있다.
지지케이의 관계자는 “우리나라의 신재생에너지 개발·이용·보급 정책을 담당하고 있는 한국에너지공단이 울산광역시로 본사를 신축 이전하면서 개방형 지열과 수축열 융합설비로 건물전체의 냉난방에너지를 해결했다”라며 “지층이 불안정한 울산지역에서 개방형 지열을 설치해 만족스러운 평가를 내놓고 있다는 점은 시사하는 바가 크다”고 강조했다
특히 지지케이가 보유한 개방형 지중열교환기 설치기술은 2015년 지열분야업계 최초이자 유일한 건설신기술(제772호) 지정을 시작으로 2016년 LH공사 우수신기술(제품) 선정, 2019년 중소벤처기업부 성능인증에 이어 SH공사와 국방부·인천도시공사 등에서 시범적용 신기술로 선정됐다.
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