대한설비공학회(회장 홍희기)가 제로에너지빌딩 시대를 맞이해 다양한 공조부문 신기술을 공유하는 자리를 마련했다. 대한설비공학회 공조부문 학술강연회가 지난 25일 서울 양재동에서 열렸다.

‘에너지 절약 및 쾌적한 건축환경 조성을 위한 최신 공조기술’을 주제로 열린 이번 강연회에서 김동우 공조부문위원장은 “얼마 전 한 제로에너지 단지를 방문했는데 열교차단, 고성능 창호, 태양광패널, 지열히트펌프, 중앙공조 등이 적용돼 상당한 성과를 이뤘다"라면서도 "완전한 제로에너지구현이 되지 못했는데 이번 강연회에서 발표되는 최신 에너지절약 기술이 접목됐다면 실현할 수 있었을 것”이라고 말했다.

옥영곤 현대건설 건설설비팀장도 축사에서 “공조부문은 설비공학회의 근간으로 생명보호와 산업생산량 증대의 핵심”이라며 “이번 강연회를 통해 정보교류를 공유함으로써 4차 산업혁명 시대에 기계설비인이 미래경쟁력을 가질 수 있도록 공조기술을 고도화하는 기회가 되길 바란다”고 밝혔다.

이번 강연회는 △친환경 에너지절약형 히트펌프 시스템 소개(이진백 부-스타 이사) △냉매 과냉각 기술을 이용한 수열원 히트펌프 성능개선 시스템(유병기 유천써모텍 이사) △휴미컨(Humicon), 쾌적한 실내환경을 위한 고효율 데시컨트 냉방환기시스템(이현종 에코에너다임 대표) △안전한 수질보호 및 보전에 필요한 역류방지밸브의 중요성(이문희 한국와츠 상무) △에너지효율 향상을 위한 태양광열 복합시스템 개발(연태훈 썬맥 대리) △콘덴싱 보일러를 이용한 캐스케이드 시스템(김성진 경동나비엔 부장) 등 프로그램으로 구성됐다.

이진백 부-스타 이사는 ‘친환경 에너지절약 히트펌프 시스템 소개’ 발표에서 공기열 히트펌프, 수열원 히트펌프, 수열+공기열 히트펌프, CO₂ 히트펌프 급탕기 등을 소개했다.

특히 과거 각광받던 빙축열을 대신해 최근에는 수축열 시스템이 주목받고 있음을 강조하며 수축열 시스템의 장점으로 △심야전기 활용으로 운전비 감소 △설치비 및 설계장려금 무상지원 △피크부하 분산으로 전기요금 감면 △냉각탑·가스설비·연도설비 등 불필요 △기존 유휴정화조 및 소방용수탱크 활용가능 등을 꼽았다.

다만 “초기투자비가 높은 점과 대형 수축열탱크 설치공간이 필요한 점은 단점”이라면서도 “에너지이용합리화자금이 대출 가능한 만큼 초기투자비가 어느 정도 상쇄되는 측면도 있다”고 밝혔다.

이어진 발표에서 이현종 에코에너다임 대표는 실내환경의 쾌적성을 향상시키는 고효율 데시컨트 냉방환기시스템 ‘휴미컨(Humicon)’을 소개했다.

이 대표는 “휴미컨은 습도(Humidity)와 조화기(Conditioner)의 합성어로 에어컨과 대등한 개념이지만 냉방과 함께 제습기능도 갖춰 현열부하만 처리하는 기존 냉방시스템보다 진일보한 제품”이라고 밝혔다.

최근 우리나라 기후가 아열대화 되면서 고온다습, 저온다습 환경에 대한 대응이 필요하다는 지적이 있지만 기존 냉방시스템은 실내 설정온도에 도달하면 가동을 멈춰 습도제어가 되지 않는 한계가 있었다.

휴미컨은 하이브리드형 제습환기장치로서 제습제를 활용하는 데시컨트 방식에 제습로터를 이용한다. 환기장치로서 겨울철 79%, 여름철 71.5% 열교환효율을 나타내 고효율인증을 획득했으며 제습성능은 150CMH의 경우 22L/d이며 제습효율은 2.89(L/kWh)다.

이 대표는 “KIST에서 개발된 고분자 제습소재를 활용해 흡습성이 4~5배 크고 10만회 시험을 통해 반복성도 우수하다”라며 “향후 온대, 아열대 기후를 갖는 동남아, 중부아프리카, 중남미 등 시장에 진출을 추진할 계획”이라고 밝혔다.

이어 이문희 한국와츠 상무는 ‘안전한 수질보호 및 보전에 필요한 역류방지밸브의 중요성’을 발표했다.

이 상무는 “역류방지를 위해 많은 현장에서 체크밸브를 사용하지만 이는 아주 미세한 이물질에 의해서도 기능을 상실할 수 있어 유의해야 한다”고 밝혔다.

최근 수배관시스템에서의 역류에 따라 오염수가 유입되면서 피해사례가 속출하고 있다. 최근 거제도 3,500세대 아파트에서의 역류사태를 비롯해 과거 의료센터 투석기 오염사례, 고등학교 식수오염사례 등 역류와 관련된 사건사고는 지속적으로 발생하고 있다.

역류를 방지하기 위한 기술이 적용된 제품으로는 저렴하게 활용할 수 있는 에어갭(Air Gap) 또는 대기압진공브레이커(Atmospheric Vacuum Breaker) 등이 있으며 보다 기술집약적인 제품으로는 이중체크밸브(Double Check Valve), 감압원리 역류방지장치(Reduced Pressure Principle Backflow Preventer) 등이 있다.

한편 연태훈 썬맥 대리는 ‘에너지효율 향상을 위한 태양광열 시스템 개발’을 주제로 발표했다.

태양광열 시스템은 전기와 열을 동시에 생산해 에너지효율을 높이는 시스템으로 공기식과 액체식으로 나뉜다.

공기식은 태양전지 모듈에 공기층 및 채널을 설치하는 형태로 동파 및 과열, 누수에 의한 결함 및 피해가 적다. 다만 높은 공기유량 및 덕트면적이 필요한 문제가 있다.

액체식 태양광열 시스템은 유체의 흐름을 애용한 시스템으로 동파 및 과열, 누수에 의한 결함이 발생되는 문제가 있다. KAIST에서 개발한 복합식 태양광발전시스템 등이 그 예다.

썬맥에서 개발한 하이브리드 태양광열 시스템은 태양전지 모듈 뒷면에 흡열판을 부착해 태양광 효율을 향상시켰다. 흡열판은 직관, 곡관이 연결되 하나의 구조로 열전도 물질이 도포돼 있으며 태양전지 모듈에 흡열판 부착 시 별도 용접공정이 필요 없다.

실험결과 PV-1, PVT-1의 전력생산량이 5% 증가했으며 냉매의 순환시간을 늘려 냉각효과를 강화한 결과 PVT 전력생산량이 17.6%, 축열탱크 온도가 3℃ 상승하는 것이 확인됐다.

마지막으로 김성진 경동나비엔 부장은 ‘콘덴싱 보일러를 이용한 캐스케이드 시스템’에 대해 발표했다.

통상 콘덴싱 보일러는 효율이 최대 99%까지 도출되지만 열용량 3만6,000~4만5,000kcal/h으로 비교적 소형이다. 이에 따라 대형현장에는 열용량 10만~100만kcal/h의 고효율 진공온수 보일러가 적용되나 효율은 89% 수준으로 콘덴싱보일러에는 미치지 못한다.

캐스케이드시스템은 고효율인 콘덴싱보일러를 병렬로 연결해 대형현장에 적용하는 것으로 대당 TDR이 10:1인 보일러가 여러대 연결되는 만큼 세밀한 부분부하 가동이 가능한 특징까지 결합해 매우 높은 효율을 보이는 시스템이다.

김 부장은 “명동의 스카이파크 호텔 1~4호점, 잠실 제1수영장, 수원 야구장, 전북대 기숙사 등 다양한 현장에 적용해 높은 성능을 입증했다”고 밝혔다.