과거 20년 동안 일본 냉동공조시장을 살펴보면 가장 많이 사용되던 흡수식 냉온수기는 계속해서 줄어들고 있다. 이와 반대로 공냉식 대형 냉동기는 지속적으로 늘어나고 있는 추세다. 또한 과거에 사용하던 냉방전용, 정속형 압축기, 대형냉동기 제품에서 냉난방용 히트펌프, 인버터형 압축기, 모듈멀티 냉동기로 변화하고 있다.

최근 일본에서는 모듈 멀티형 공냉식 히트펌프 칠러가 본격적으로 보급돼 시장규모가 계속 커져감에 따라 여러 회사들이 신제품 개발에 뛰어 들고 있다.

국내에서도 2000년도부터 국내 보급된 VRF는 보편화되고 교체시기가 다가왔지만 그 수요가 늘지 않고 있어 일본과 마찬가지로 공냉식 히트펌프 칠러에 대한 관심이 높아지고 있다.

이에 따라 캐리어에어컨은 지난 2013년부터 도시바캐리어의 4계절 냉난방이 가능한 공기열원 히트펌프 ‘USX(Universal Smart X)’를 출시했으며 국내 시장점유율 1위를 목표로 적극 움직이고 있어 주목받고 있다.

■ USX 히트펌프 칠러, 어떤 제품인가

일본 도시바캐리어는 공냉식 모듈 멀티 냉동기(FMC)를 2003년에 개발한 이후 계속해 신기술을 적용한 제품을 출시하고 있다. 도시바캐리어는 USX판매를 통해 공냉식 히트펌프 칠러의 일본시장을 선도하며 최근 6년 연속 시장점유율 1위를 차지하고 있다.

USX의 경쟁 제품으로는 미쓰비시의 컴팩트 큐브가 있지만 인버터 펌프 내장형 제품을 출시해 일본시장에서 40% 이상 점유하며 부동의 1위 자리를 지키고 있다.

USX는 냉수 또는 온수를 생산하는 모듈 멀티형 공냉식히트펌프 냉동기로 30HP, 40HP, 50HP 제품을 조합해 최대 800HP(50HP×16대)까지 제어할 수 있는 그룹컨트롤러를 제공한다.

전통적으로 냉방은 냉동기로, 난방은 보일러로 하지만 USX는 하나의 제품으로 냉난방하므로 냉각탑, 냉각수 펌프, 냉각수 배관 등이 필요없다. 4개의 인버터 압축기를 통해 부분부하운전을 함과 동시에 인버터 펌프(옵션)를 제품에 내장해 냉수와 온수를 변유량 제어하며 반송동력도 최소화했다.

USX는 △냉난방 △사계절 냉방 △사계절 급탕 △수축열시스템 △빙축열시스템 등을 위해 사용할 수 있다. 또한 한제품 안에 4개의 독립된 냉매사이클이 적용돼 고장 리스크를 감소하고 2개의 판형 열교환기를 직렬로 연결했으며 대온도차 운전, 부분부하 시 효율을 높이기 위해 압축기를 인버터로 제어한다.

캐리어에어컨의 관계자는 “일반적으로 멀티에어컨(VRF)은 난방 시 제상할 때 실내기에서 찬바람이 나오지 않도록 잠깐 난방운전을 정지하지만 USX은 제상 중이라도 난방운전을 정지하지 않고 분산제상운전을 통해 안정적인 실내난방이 가능하다”라며 “또한 USX는 피크전력을 낮추기 위해 디멘드 전류 제어기능을 표준으로 제공하며 30HP제품에 살수장치를 장착하면 효율이 COP 6.3까지 높아져 운전비를 더욱 줄일 수 있다”고 밝혔다.

■ USX, 매년 3,000대 이상 판매

USX는 연간 3,000대 이상을 판매되고 있으며 매년 판매량이 증가하고 있다. USX는 △세계 최고 용량의 트윈 로터리 압축기 개발 △인버터 펌프 제품 내장 △에너지절감 제어기술 △4개의 독립 냉매사이클에 의한 고장 리스크 최소화 △설치면적 최소화 △유지보수 편리성 등의 경쟁력을 바탕으로 판매가 늘어나고 있다.

특히 지금까지 빌딩자동제어에서 냉동기, 펌프, 밸브 등을 제어해 왔지만 USX의 MC, GC 컨트롤러를 사용해 별도 자동제어를 구성하지 않더라도 128대의 냉동기(6,400HP)를 제어할 수 있어 자동제어비용도 절감할 수 있다.

USX의 일본 설치사례를 살펴보면 소형 건물에서 대형건물까지 다양하다. 공장 건물이 46.6%로 가장 많으며 병원 및 오피스빌딩이 뒤를 따르고 있다.

유난히 공장에 설치가 많은 이유는 모듈 멀티형 제품으로 짧은 시간에 제품교체가 가능하고 실내부하가 증가할 때 언제든지 냉동기를 간단하게 추가 설치가 가능하기 때문이다.

또한 X 형상의 제품으로 좁은 공간에도 설치가 가능하며 모듈 인 모듈 방식에 의한 제품 고장 리스크 최소화, 인버터 펌프 제품 내장으로 수배관시스템에 대한 에너지절감 등이 강점으로 작용하고 있다.

캐리어에어컨의 관계자는 “현재까지 냉동기와 펌프가 별도로 제어되는 시스템이 일반적이었다면 USX는 직접 인버터 압축기와 인버터 펌프를 연계해 에너지를 제어한다”라며 “인버터 펌프를 내장한 USX가 직접 냉수·온수의 유량을 제어하므로 외부에 펌프와 인버터 판넬을 별도로 설치, 제어할 필요가 없다”고 강조했다.

USX 컨트롤러는 수배관시스템 내의 냉수·온수의 유량 및 압력을 제어해 펌프 반송동력을 최소화하고 열원장치와 실내 부하측 유량·온도 정보를 파악해 에너지효율을 높이기 위한 인버터 제어를 실시하고 있다.

 

■ 공랭식 히트펌프 칠러시장 1위 목표

지금까지 익숙한 VRF 제품이 공냉식 히트펌프 칠러로 시장전환이 이뤄짐에 따라 수배관시스템에 대한 중요성이 커지고 있다. 수배관시스템을 설계하기 위해 냉동기뿐만 아니라 펌프, 자동제어밸브, 수배관 설치 등에 대한 이해가 필수적이며 시스템 에너지절감을 위해 더욱 수배관시스템이 중요하다.

 

특히 기존 냉동기를 사용하는 리모델링 현장에서 USX로 교체하면 약 30~50% 운전비를 줄일 수 있다. 수배관 펌프 사용에너지를 줄이면서 냉동기 부분부하운전을 수행함으로써 시스템에너지를 줄이기 때문이다.

 

캐리어에어컨의 관계자는 “시스템에너지절감은 열원측 냉동기와 펌프에서 에너지를 절감하는 부분과 실내측 공조기기와 자동제어밸브에 의해 에너지를 절감하는 부분으로 크게 나눌 수 있다”라며 “냉동기, 펌프, 밸브, 공조기 등을 유기적으로 제어할 때 사용에너지를 최소화할 수 있다”고 강조했다. 이에 따라 수배관 계통의 시스템에너지를 최대한 절감하기 위해 관련 업계(하나지엔씨 등)와 기술협력에 나서고 있다.

 

오텍캐리어는 한국 사용자 편의를 위해 USX 컨트롤러 화면을 한글화시켰으며 최근 판매전문점 및 설계사무소를 대상으로 일본 가와사키에 위치한 도시바그룹 빌딩에 방문해 제품교육 및 설치현장을 견학하기도 했다.

 

캐리어에어컨의 관계자는 “다양한 냉동공조 제품을 설계, 제작, 판매하는 전문회사로써 일본에서의 공냉식 히트펌프 칠러(USX)의 경험을 살려 시스템에너지를 절감하기 위한 새로운 기술들을 국내에 적용하기 위해 앞장 설 것”이라며 “USX가 일본 시장점유율 1위이듯 한국시장에서도 1위가 되도록 노력하겠다”고 강조했다.

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