히트펌프분야 국제협력과 최근 열펌프 효율 향상 기술을 알아볼 수 있는 워크숍이 성황리에 마무리됐다.

대한설비공학회 냉동부문위원회, 국제냉동기구(IIR) 한국위원회, 히트펌프산업포럼, IEA 한국대표단은 지난 9~10일 제주도 라마다프라즈호텔에서 ‘히트펌프 국제협력 및 효율 향상 기술 워크숍’이 진행됐다. 

첫 날인 9일에는 IEA 히트펌프센터 주축 멤버들이 현재 진행되고 있는 Annex를 중심으로 이슈를 다뤘으며 2일차인 10일에는 국내 기업들이 히트펌프 효율 향상 기술에 대해 발표했다.

최준영 대한설비공학회 냉동부문위원장(한국산업기술시험원 박사)은 “최근 파리 COP21 합의로 향후 신기후변화체제에서 HVAC산업의 과제와 역할은 더욱 더 중요하게 대두되고 있다”라며 “특히 에너지산업을 중심으로 HVAC산업에 잇어 파장은 그 어떤 분야보다 클 것으로 예상된다”고 밝혔다.

최 위원장은 이어 “신기후변화체제에서 HVAC산업의 역할과 과제는 에너지효율 향상과 신재생에너지와의 융합”이라며 “이 두가지 과제는 향후 신기후변화체제에서 HVAC산업이 인류를 위해 제공해야 하는 선물과 동시에 HVAC산업이 살아남기 위한 숙제인 것”이라고 강조했다.

김민수 IIR 한국위원회 회장(히트펌프산업포럼 공동의장)은 “우리나라가 전기값이 저렴해서 히트펌프산업 활성화를 위한 합리적인 정책입안이 이뤄지지 않고 있다”라며 “파리기후변화협약으로 우리나라는 에너지분야 R&D예산을 전년대비 2배 이상 늘릴 계획이며 전기자동차, ESS, 열에너지네트워크가 핵심사업이 될 것으로 기대된다”고 강조했다.

김민성 IEA 한국대표단 집행위원(중앙대 교수)은 “IEA 히트펌프센터가 2008년 발간한 ‘히트펌프 프로그램’에 따르면 SPF(연간효율제) 3 이상의 히트펌프로 대체할 경우 전세계 CO₂8%를 저감할 수 있다”라며 “빌딩에너지 저감은 히트펌프, 태양열, CHP가 가장 많은 역할을 할 수 있다”고 밝혔다.

현재 진행 중인 IEA HPT Annex 프로젝트 중 눈에 띄는 것은 △Annex 48 Industrial Heat Pump △Annex 47 Heat Pumps in District Heating and Cooling System △Annex 46 Heat Pumps for Domestic Hot Water △Annex 45 Hybrid Heat Pumps △Annex 44 Performance indicators for energy efficient supermarket building △Annex 43 Fuel-driven sorption heat Pumps △Annex 42 Heat Pumps in Smart Grid △Annex 41 Cold climate Heat Pumps 등이다. 

이중 Annex 46에 KRAAC(한국냉동공조인증센터)가, Annex 42와 43와 KIER(한국에너지기술연구원)이 참여하고 있다.

이완호 국제에너지 대표는 ‘하이브리드 히트펌프를 이용해 온배수열(해수열 표층 수열원)을 회수, 집단에너지 공급단지 조성’ 주제발표를 통해 원자력발전단지가 있는 영광군과 한국수력원자력 등과 함께 세계 최대 규모의 복합신도시 건설 비전을 제시했다. 

이어 이영철 국제에너지 부장은 “국내 6대 발전사에서 배출되는 온배수 약 563억5,400만톤 전체를 활용할 경우 91조원을 절감할 수 있지만 지난해 온배수 활용량은 1억9,449만톤으로 전체 온배수량의 0.35%에 불과했다”라며 “국제에너지가 개발한 울트라 히트펌프를 이용해 발전소 온배수열을 회수, 신재생에너지사업을 통한 열공급시장을 형성해 지역경제를 활성화시키고 온배수 문제점인 환경파괴로 인한 국가재정 손실을 막을 수 있다”고 강조했다.

사용철 LG전자 위원은 세계 최초로 개발한 △Bypass 손실 없는 고압측 오일회수 기술 △오일 감지 센서 적용 고압식 스크류 압축기 △능동 냉매량 제어기술 △열교환기 유로가변 분지기술 △TVI(Twin Vapor Injection) 고효율 3단 압축기술 등이 적용된 시스템에어컨 Multi V 5를 소개했다.

사 위원은 “냉매 최적분배 및 고내식성 Black Fin 열교환기 기술(UL 인증)을 적용한 한랭지 최고 효율의 시스템에어컨이며 세계 최초로 개발한 기술은 모두 NET 인증을 획득했다”라며 “또한 고효율 시스템에어컨 대통령상, 한랭지향 TVI 사이클 기술 적용 고난방 시스템에어컨으로 장영실상도 수상했다”고 강조했다.   

류지석 대성히트펌프 상무는 ‘수열(지열) 히트펌프 온도 및 효율향상기술과 그 적용 사례’ 주제발표를 통해 “수열(지열)은 히트펌프에서 가장 효과적인 열원 중 하나로 지하수, 하천수, 방류수, 해수 등 다양한 곳에서 열을 얻을 수 있으며 시범사업 등을 통해 많은 곳에서 우수성이 검증되고 활용되고 있다”라며 “특히 4대강 개발에 따른 수변 등의 지하수를 에너지원으로 이용한 수열원 히트펌프 등은 향후 새로운 시장이 형성될 수 있을 것”이라고 밝혔다.

대성히트펌프는 고효율 히트펌프시스템 설계를 위해 EVI(Economizer Vapor Injection) 시스템을 적용해 버려지는 응축열을 재사용함으로써 현저하게 성능 및 효율을 향상시켰다. 특히 60℃ 이상의 고온축열시 높은 신뢰성을 확보했다.

류 상무는 “히트펌프 기술은 제품기술뿐만 아니라 요소부품 및 시스템 전체의 제어기술이 매우 중요하며 수열(지열)의 경우 다양한 열원이 존재함으로 이를 활용하는 기술연구 또한 지속적으로 필요하다”라며 “공기열 히트펌프의 경우 향후 그 시장의 성장확대가 예상되는 만큼 시스템 표준화를 통한 최소한의 고객보호가 필요하며 히트펌프가 향후 미래 냉난방시장을 이끌어갈 것으로 예측되는 만큼 더욱더 기술개발이 이뤄지길 기대해 본다”고 강조했다.

장용희 삼성전자 수석은 ‘공랭식 VRF 성능 향상 기술 개발 동향 및 성과’ 주제발표를 통해 “건물고층화로 VRF시스템이 대용량화되고 에너지비용 절감과 규제강화로 고효율화되고 있다”라며 “온습도 제어 및 쾌속 냉난방, 공기청정 및 제균, 저소음 등 쾌적성을 요구하는 시장으로 바뀌고 있다”고 지적했다.

장 수석은 “현재 중국, 유럽 등은 연간에너지 평가방식인 SEER(SCOP)나 APF 방식으로 전환되고 있으며 중동은 최소효율 기준 상향, 유럽은 평가대상 확대 및 평가기준 강화 등 규제 움직임이 확대되고 있다”고 강조했다.

이렇다보니 VRF시장은 △대용량화 △고효율 △사용범위 확대 △IAQ & IoT 등이 핵심이슈로 떠오르고 있다. 

이에 따라 삼성전자는 요소부품 및 냉동 사이클 개선을 통해 기존 20HP급을 30HP급으로 확대했으며 대용량화에 따라 설치면적 및 중량도 감소시켰다. 또한 대용량화를 위해 압축기 배기량 증가 및 증속기술 개발, 열교환기 확대, Fan 및 유로개선을 통한 풍량 증대기술을 개발했다. 또한 ACC(Adaptive Comfort Control)을 적용, 실내 부하에 따른 냉매온도 제어를 통한 에너지절감을 실현했으며 압축기 운전범위 확대 및 Advanced Vapor Injection 기술을 통한 한랭지 성능 및 사용범위를 확대시켰다.

장 수석은 “VRF의 향후 과제는 경량화 및 최소 부하대응, 한랭지 100% 난방, 요소부품 고효율화기술, 연속난방 및 무소음 등 성능개선과 함께 냉매량 감축을 위한 히트펌프와 칠러를 결합하고 R410A 대체하는 냉매개발, 하이브리드 열원 활용기술, 건물 구역별 공조설계(VRF+중앙공조) 등이 요구된다”고 강조했다.