한국전력, 한국지역난방공사 등 에너지공기업의 수요관리 사업방향을 한 눈에 확인할 수 있는‘에너지공기업 수요관리 세미나’가 2월22일 킨텍스에서 개최됐다. 이번 세미나는 ‘2017 대한민국 건축기계설비 종합전시회’ 부대행사의 일환으로 본지가 주관했으며 이상네트웍스가 주최했다.
한전과 지역난방공사 수요관리사업에 관심이 있는 업계 관계자들 120여명이 참석해 높은 호응을 얻었으며 한전과 지역난방공사별로 파트를 나눠 각 세미나실에서 관련 수요관리 사업소개 및 기업의 기술개발, 설치우수사례 등이 발표됐다.
한전 중심으로는 △2017년 한국전력 수요관리사업 방향(조상연 한전 차장) △빙축열 시스템 적용 설치사례(최성희 이젠엔지니어링 과장) △고온수 히트펌프 설치사례&활성화 방안(황선진 캐리어에어컨 이사) △복합열원 축열시스템 시공 우수사례(김종률 티이애플리케이션 연구소장) △혼합축열설비 설치사례(박문수 센도리 대표) 등이 발표됐다.
지역난방공사 중심으로는 △IoT 기반의 열수요 통합관리시스템 개발(엄재식 지역난방공사 미래개발원 부팀장) △지역냉방 기술개발 현황 및 전망(오진수 지역난방공사 냉방추진단 선임연구원) △지역난방 2차측 자동제어 시스템 표준모델 개발에 관한 연구(이규진 현암바씨스 부장) △사용자(2차측) 배관 보온재 개발(조양환 피앤아이 기술이사) △사용자시설 복합제어밸브 적용 실증실험(이재문 지텍이엔지 차장) 등이 주제발표됐다.
한전, ESS식 냉난방설비 신규 지원
조상연 한전 차장은 2017년 한전 수요관리사업으로 △축열식 히트펌프보일러 지원사업 △축열식 냉난방설비 지원사업 △(신규사업) ESS식 냉난방설비 보급사업 등을 소개했다.
축열식 히트펌프보일러 지원사업은 기존 심야전기보일러대비 42% 소비량 감축이 가능하며 한전은 심야전력 축소, 고객은 요금절감의 이익을 얻는다. 기존 심야전기보일러 사용고객 및 신규 심야전력(갑) 신청고객이 대상이며 설치지원금은 10KW 이하 200만원, 15kW 이하 250만원으로 지원된다.
2017년에는 일반지원과 사회복지시설 지원으로 나뉘며 일반지원은 용량별 200, 250만원으로 기존과 동일하고 1만800대, 270억원 사업비로 진행된다. 사회복지시설은 400~500만원 수준 내에서 결정될 예정이며 1,800대, 90억원 사업비로 진행된다.
축열식 냉난방설비 지원사업은 축열률 40% 이상 축냉설비가 대상이며 감소전력별로 △200kW 이하는 48만원 △201~400kW는 42만원 △400kW 초과는 35만원이며 지급 상한액은 없다. 2017년 사업은 57억6,200만원 예산으로 42개소 보급목표를 가지고 있으며 14.5MW의 피크억제가 예상된다.
ESS식 냉난방설비 보급사업은 2017년 신규사업으로 심야시간대(23~9시)에 ESS를 충전하고 최대부하시간대에 방전하는 방식이다. 냉방기
간(4~9월)에는 14~17시, 난방기간(10~3월)에는 10~12시·17~18시에 방전된다.
이를 위해서는 ESS식 냉난방설비가 심야전력기기 기술기준 및 인증시험기준을 갖춰야 하고 효율등급 1등급, 설비운전데이터 측정 후 국가전력맵시스템에 자동송신 기능 등이 필요하다.
향후 인증시험기관 지정 및 관련지침 개정 후 오는 7월부터 ESS식 냉난방설비 보급이 시작될 예정이다.
관련기업들의 설치우수사례도 발표됐다. 최성희 이젠엔지니어링 과장은 ‘빙축열 시스템 적용 설치사례’를 발표하며 신세계백화점 센트럴시티점 냉난방개선사업을 소개했다. 지난해 2월~4월까지 진행된 이번 현장은 캡슐형 빙축열 시스템이 적용됐다.
흡수식과 터보냉동기로 9,500RT를 사용하고 있었지만 실제 부하대비 설치용량이 160%로 과설계된 점을 빙축열시스템을 이용해 개선했다. 이를 통해 냉방운전비용을 기존대비 60% 절감할 수 있었으며 총 탄소배출량도 31% 감소시켰다.
황선진 캐리어에어컨 이사는 ‘고온수 히트펌프
설치사례&활성화 방안’을 주제발표했다.
캐리어에어컨의 인버터 하이브리드보일러가 설치된 숙박시설 대표사례는 대명 청송리조트다. 기본설계는 가스보일러 100%였지만 에너지절감을 위해 가스보일러 50%+고온수 히트펌프 50%를 혼용해 부하를 감당했다. 연간 5,000만원의 절감효과가 예상되는 현장이다.
또한 카지노얼호텔 사우나에 급탕용도로 인버터 보일러 8HP 7EA를, 강북 문화체육센터에 급탕용도로 인버터보일러 8HP 4EA를 설치했으며 강남기도원에도 난방 및 급탕 용도로 인버터보일러 8HP 16EA를 설치했다.
김종률 티이애플리케이션 연구소장은 ‘복합열원 축열시스템 시공 우수사례’를 소개했다. 동부산 관광단지에 위치한 동부산 아난티 펜트하우스(콘도), 동부산 힐튼호텔(호텔)에 설계했으며 각각 부하량은 960, 2,500RT였다.
수축열과 공기열을 중심으로 지열을 혼용해 시스템을 구성했다. 이번 현장은 축열·공기열·지열 등 복합열원 시스템이 적용된 현장으로 신재생에너지합리화 사업으로 인한 다양한 열원을 활용한 것이다.
박문수 센도리 대표는 ‘혼합축열설비 설치사례’를 통해 전남대 생활관 9동의 개선사례를 발표했다. 기존 가스보일러·냉방설비를 개선해 한전인증 EHP 혼합축열을 도입해 55% 에너지비용을 절감했다. 센도리가 적용한 혼합축열식 시스템은 기존 보일러 축냉식과 비교해 투자비와 관리비를 낮추고 편의성을 증대했으며 최소요금 시간대 축열, 최대요금 시간대 사용으로 비용절감에 기여했다.
지역난방公, 열수요 통합관리시스템 개발
엄재식 지역난방공사 미래개발원 부팀장은 ‘IoT 기반의 열수요 통합관리시스템 개발’에 대해 발표했다. 지역난방 사용자측 설비의 문제점으로 △시설관리자의 전문성 결여로 인한 체계적인 설비관리 및 운영 불가 △기계실설비 고장방치로 인한 지역난방 순환펌프 동력비 상승 및 회수온도 상승 △기계실 설비고장의 80% 이상이 자동제어시스템 △자동제어설비의 90% 이상이 외산제품으로 투자비 및 유지보수비 증가 △15년 이상 사용자가 전체 세대의 41% 차지 등이 지적되고 있다.
이에 따라 기계실 및 사용자 세대에 대한 운전·기기정보 수집, 통합관리시스템으로 실시간 분석을 통해 효율·고장정보 등 사용자 및 관리자
에게 유효한 정보제공의 필요성이 제기되고 있다.
이번 과제는 2015년 6월부터 2018년 5월까지 60억원 규모로 진행되며 지역난방공사 미래개발원이 주관하고 전자부품연구원, 차세대융합기술연구원, 현암바씨스, 에코센스 등이 참여했다.
‘IoT 기술기반의 열수요 통합관리시스템 서버 및 소프트웨어 개발’이 목표로 이를 통해 사업자가 열사용자에게 실시간 열사용 정보 및 부가정보를 제공, 효율적인 운영이 가능한 피드백시스템 서비스를 개발한다.
지역난방공사는 △사용자설비 고장상태 원격진단기법 △열사용시설의 적정 효율평가 기법 △지역난방 2차측 자동제어시스템 표준모델개발 등을 추진하며 공동주택 4개 기계실과 건물 1개 기계실에 대한 실증사업을 진행한다.
과제 참여기관인 현암바씨스는 2차측 자동제어시스템 개발 및 기존설비 연동 게이트웨이를 개발한다. 전자부품연구원은 IoT기반 2차측 정보수집모듈을 개발하고 자동제어시스템 표준을 마련할 계획이다. 차세대융합기술원은 빅데이
터 기반 2차측 열수요관리 플랫폼 및 서비스 기술을 개발하고 에코센스는 국제표준기반 열수요 관리평가 표준 및 분석툴을 맡는다.
향후 사업모델을 만들어 지역난방사업자 및 제조사를 대상으로 사업설명회를 개최할 예정이다. 지역난방 사용자 효율향상을 위한 ESCO사업 및 사후관리 서비스를 통해 △에너지진단 및 컨설팅 △시설개선 설비투자 △절감액으로 투자비 회수 △열공급 서비스 개선 등을 실시한다. 지역난방 사용자 기계실 자동제어시스템 개발 후 신규시설 설치 및 노후시설 교체로 수입대체효과 연 120억원가량이 예상된다.
오진수 지역난방공사 냉방추진단 선임연구원 ‘지역냉방 기술개발 현황 및 전망’을 발표했다.
지역냉방은 소각로, 열병합발전 등 대규모 열생산시설에서 생산된 온수를 활용해 냉방하는 시스템이다. 2015년 말 기준 26개 사업자가 1,060개 건물에 대해 67만4,014RT의 냉방을 공급했으며 지역난방공사는 2016년 고양, 분당, 판교 등 18개 사업장에 44만2,096RT를 공급했다.
현재 가장 많이 사용되고 있는 방식은 흡수식냉
동기를 이용하는 것으로 건물 및 공동주택 등 800여곳에서 안정적으로 운영되고 있는 검증된 시스템이다. 전력수요관리에 대응할 수 있으며 운영비가 개별식 냉방기기대비 20~30% 저렴한 것이 장점이다.
냉수 직공급식 냉방도 이뤄지고 있는데 공급자가 직접 냉수를 만들어 사용자에게 보내주기 때문에 사용자측 초기투자비가 절감되고 유지관리를 위한 비용을 줄여준다. 효율적인 냉수생산이 가능하며 2016년 기준 상암DMC, 킨텍스, 동남권유통단지 총 52개 건물에 9만4,087RT를 공급하고 있다.
현재 공동주택용 상용제품 개발 및 실증사업이 진행 중인 제습냉방기는 실내의 습한 공기를 제습하고 물의 증발잠열을 이용해 실내온도를 냉각하는 방식으로 제습로터의 전열교환을 통해 폐열회수 및 신선외기를 도입할 수 있다. 고효율 열회수형 환기장지 성능을 확보해 난방 83%, 냉방 78% 열교환효율로 에너지손실률을 최소화한 환기가 가능하고 미세먼지를 제거해 실내공기정화 효과가 있다.
연세대 환경공해연구소에서 실내오염물질 제거효과를 시험한 결과 △포름알데히드 98%
△TVOC 74% △미세먼지 97% △부유세균 99% △라돈 83% 제거효과가 있으며 운전시작 30분 이내에 대부분의 실내오염물질을 제거했다.
이규진 현암바씨스 부장은 ‘지역난방 2차측 자동제어 시스템 표준모델 개발에 관한 연구’를 발표했다. 현암바씨스는 국내 환경에 적합한 표준모델 개발을 통한 상호 운용성 확보 및 공사와의 통합관제 표준 I/F와 2차측 사용자시설에 최적화된 DDC 국산화 및 제어 알고리즘을 개발한다. 이를 통해 외산 TCV, 온도, 압력, 유량센서류, 펌프 인버터 I/F 연동테스트를 통해 기존설비 교체비율을 최소환한다는 방침이다.
인터페이스 게이트웨이를 통한 이기종 DDC 운영데이터를 통합, 최적 운영모델을 제시하고 세대별 통합시스템 인프라를 구축해 각 단지에서는 통합 웹서버로 각종 BEMS 데이터를 조회할 수 있다. 이를 통해 효율성 증대는 물론 현재 고가로 설정된 기존 시스템대비 50%가량 저렴한 비용으로 제품을 공급할 수 있다는 설명이다.
조양환 피앤아이 기술이사는 ‘사용자(2차측) 배관 보온재 개발’ 연구사례를 발표했다. 지역난방시스템은 열병합발전소 등에서 생산된 열을
지중 매설된 열배관으로 일괄 공급하는 난방방식으로 1차측 배관에서는 완벽한 기밀보온으로 열손실이 없으나 열교환기로부터 각 세대까지 열을 공급하는 2차측 배관에서 손실이 발생하는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 보온재의 사양과 시공방법을 개선해 열손실률을 절감한다는 계획이다.
경질 폴리우레탄보온재(PIR)은 난연성과 단열성능이 우수해 열간 열손실액+투자비 감가상각액이 최소인 보온재질로 선정됐다. 또한 배관용 보온재 시공 시 접합부 벌어짐 현상을 개선하기 위해 2단결합 방식을 채택, 열손실을 차단했다.
이재문 지텍이엔지 차장은 ‘사용자시설 복합제어밸브 적용 실증실험’을 통해 지역난방의 고 차압조건에서 기존 PDCV+TCV의 불안정한 운영을 해결하기 위한 대안으로 복합제어밸브를 제시했다. PDCV+TCV 방식과 복합제어밸브의 제어성능을 비교한 결과 17%의 소비유량감소로 약 45%의 순환펌프 소비동력 절감효과가 나타났다.
또한 밸브의 정해진 개도에 압력을 지속적으로 변화시켜 유량을 측정해 복합밸브가 차압이 단계적으로 상승해도 개도에 적합한 일정한 유량을 유지할 수 있었다. 이러한 결과를 토대로 고 차압구간(0~10bar) 및 연계 시 차압변화 구간이 발생하더라도 복합제어밸브를 사용해 안정적인 제어가 가능함을 도출했다.
복합제어밸브로 지역난방 1차측 공급열원의 공급·환수 온도차 향상에 따른 에너지를 절약하고 2차측 사용자 난방비절감에 기여할 수 있다는 결과를 알 수 있었다.
목록
