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지원에어텍 ‘쿨빔’, 병원 쾌적공조 실현

냉수사용 온도 자유…열교환기·3way밸브 필요없어

전세계적으로 최상의 실내 IAQ와 쾌적한 열환경을 구축하기위해 국내외 친환경 랜드마크 빌딩에 칠드빔시스템을 반영하고 있다. 특히 상업시설 외에 병원에서 조류인프루엔자 인체감영증, 신종인플루엔자(PI), 슈퍼박테리아, 중동호흡기증후군(MERS), 신종전염병균 등에 노출됨에 따라 신종감염병 대응시설 규정을 강화하고 시공, 운영되도록 하고 있어 병원시설의 쾌적공조를 실현할 수 있는 칠드빔시스템에 대한 관심이 더욱 높아지고 있다. 

병원병실에 칠드빔 시스템이 주목받는 이유는 친환경시스템의 장점인 최소외기를 이용한 높은 환기횟수 확보에 따른 고른 기류분포, 온열 쾌적성 극대화에 있다. 또한 신선외기가 전외기 방식을 취해 교차오염 방지 및 실내 IAQ가 우수하고 시스템운영 시 점검항목이 적어 유지관리비용이 적게든다. 특히 정숙성으로 병실기준인 40~45dB(A) 이하의 조용한 실내환경 확보가 가능해 진다. 

지원에어텍은 지난 4년간 한국건설기술연구원과 국책과제를 진행하고 세계적인 칠드빔 전문기업인 독일의 크란츠 등과 기술협력을 통해 고효율용 칠드빔 ‘쿨빔-CoolBEAM’을 개발했다. 

개발초기부터 병원병실 최적화에 초점을 두고 개발된 쿨빔시스템은 냉방능력이 향상돼 수입품에서 이루지 못한 결로제어 안정화와 경제성이 개선돼 시공자의 하자책임부담을 해소하고 기존 공조시스템보다 획기적으로 한단계 높은 품질의 병원시설 구축이 가능해졌다.  

이로써 환자들을 위한 쾌적한 병실이 구축됨으로써 보다 심리적으로 안정적이고 편안한 병실환경으로 인한 치료가 효율적이고 체계적으로 이뤄질 수 있을 것으로 기대된다.  

지원에어텍의 관계자는 “기존의 FCU시스템이나 EHP시스템은 경제성은 우수하나 쾌적공조 구축에는 이상적이지 않다”라며 “수입품대비 경제성이 우수하며 제어성, 쾌적성을 겸비한 쿨빔시스템은 병실과 사무실 등 높은 고객니즈를 충족할 수 있다”고 강조했다.

국내‧외 보급용으로 개발된 병원용 고효율용 칠드빔 ‘쿨빔’은 냉방능력(Cooling capacity)을 높이기 위한 고성능 저소음 유인노즐이 개발, 적용됐다. 또한 저온냉수 7~12℃를 그대로 사용할 수 있으며 잠열처리가 가능하기 때문에 기존의 16~18℃ 냉수온도제어를 위한 열교환기나 3방밸브시스템을 간소화시켜 경제성이 향상된다. 

또한 기존 FCU방식과 병행해 VIP룸이나 병실 등 고급공조환경이 필요한 실에는 칠드빔을 적용하며 기타 지역에는 경제성이 유리한 FCU를 세밀화해 반영할 수도 있다. 

히트펌프 스크롤 칠러 등을 이용해 중소규모 병원, 요양병원 등에 칠드빔 수배관시스템을 구축해 최고의 공조환경을 고객에게 제공할 수 있다. 빔유니트의 냉방능력이 향상돼 시스템효율이 좋아지고 실제 사용에너지를 절약할 수 있으며 시스템구축을 위한 초기투자비 및 경제성을 개선할 수 있다. 

유지보수가 쉽고 단순화돼 실행항목이 적어 FCU와 비교 LCC(Life cycle cost)가 상당히 절약된다.

냉수 사용온도 자유로운 ‘쿨빔’

일반적인 유럽형 건코일방식의 빔유니트에서 공기측의 DOAS(외기전담공조기) 시스템에 따라 차이는 있으나 최소외기를 제습냉각시켜 빔유니트에 정풍량으로 급기하면 된다. 이때 신선급기에 의한 O‧A 잠열 및 실내 현‧잠열을 담당하기 위해 DOAS에서 100% 잠열을 처리해야 하고 이는 제습을 위한 초기투자비가 높게 발생할 수 있다.

유럽형 칠드빔 수배관계통에서 냉수 공급온도는 결로방지를 위해 일반적으로 16~17℃로 공급해야 하며 수배관에 유량제어용 밸브적용에 따른 복잡한 제어특성을 갖고 있다. 이를 위해 1차로 생산된 7℃의 냉수를 열교환기를 통해 16~17℃로 만들어 공급하며 2차로 3way밸브를 설치해 공급온도를 일정하게 유지시킨다. 

추가적으로 말단 빔유니트 수코일에서 발생하는 결로문제를 제어하기 위해 습도센서(Condensation Sensor)가 필요하며 존별 유량조절밸브를 설치해 습도센서에 따라 유량을 제어하고 있다. 설계대로 실내부하를 확보하기 위해서는 별도의 결로제어 프로그램, 냉수량 On/off 밸브제어, 3Way 밸브를 이용한 냉수온도 제어, 습공기 침입방지 시스템등과 건축적인 밀폐성능까지 함께 고려해야 한다. 



그러나 쿨빔시스템 수배관 계통은 일부 잠열처리로 외기도입량을 줄일 수 있으며 냉수 사용온도가 자유로워 별도의 열교환기나 3Way 밸브가 필요없다. 즉 기존의 일반적인 공조시스템과 같은 방식으로 7℃의 냉수를 칠드빔에 그대로 공급하면 되며 존별(또는 개별)로 유량제어 밸브를 설치해 실내온도 변화에 따라 유량을 제어하면 된다. 

다만 다층형빌딩에 적용하는 경우 차압의 변화에 따라 공급되는 유량이 변화하므로 기존의 2way 밸브 대신 복합밸브(차압독립형 유량제어밸브)를 설치하면 차압의 변화에도 일정한 유량이 통과해 정확한 유량제어가 가능해 에너지절감 효과를 극대화시킬 수 있다.

또한 최소 외기량을 줄일 수 있어 외조기 처리 잠열량이 작아져 별도로 고가의 제습장비가 필요치 않아 시스템운전이 편리해진다. 프리미엄급 공조시스템 구축을 위해 프라즈마 음이온 발생기(APG)를 인덕트시켜 실내공기질과 실내 세균에 의한 2차 감염도 제어할 수도 있다. 여기에 음이온발생 패키지 키트를 칠드빔 내 일대일로 장착해 위생에 대한 성능효과를 극대화시킬 수 있다. 



FCU 300대 기준 20년 LCC 가동 시 CoolBEAM과 비교하면 필터관리, 팬 등 구동부가 없어 관리비용이 절약되며 LCC관점에서 85%의 경제성이 좋아진다.  
   
지원에어텍의 관계자는 “병실용 고효율 칠드빔인 쿨빔시스템은 국내기후에 최적화돼 개발됐으며 칠드빔 본연의 장점인 쾌적성과 경제성(에너지절약)을 충족시킬 수 있고 품질과 성능이 검증됐다”라며 “초기투자비가 기존의 정풍량(CAV)시스템 구축비용 정도로 외산대비 65% 감소되고 중소형 빌딩에 최적화해 구축이 가능하다”고 밝혔다.  

이 관계자는 “수배관시스템의 3way계통의 밸브제어 대신 2way계통의 밸브제어만으로 시스템운용이 가능해 사용자에게 제어의 편리성과 비용절감을 제공할 수 있다”라며 “우기철 병실 내 재실자가 창문을 열더라도 결로문제에서 자유로운 시스템이 될 수 있도록 많은 시간과 투자를 한 만큼 리모델링을 고려하는 병원에 최적의 쾌적공조를 실현할 수 있을 것”이라고 강조했다.