최근 실내공기질 중요성이 증가하며 맑은 공기를 마실 수 있도록 집안에 공기청정기를 배치하거나 자주 바깥공기와 환기를 시키는 것이 필수가 됐다.
그러나 코로나19, 미세먼지에 대한 불안감은 여전하며 세대 내 공간도 부족해 살균기, 공기청정기, 환기장치 등 별도 장치들을 일일이 설치하는 것이 어려운 현실이다. 다양한 기능을 하나의 기기에서 이용할 수 있는 복합시스템에 대한 필요성이 크다.
이와 관련해 에이올코리아(대표 백재현)는 환기와 냉방을 한번에 처리하는 제품을 개발해 대기업 건설사에 공급하며 관련업계의 주목을 받고 있다. 2018년 설립된 에이올은 공기가전에 사용되는 소재와 기술을 개발하는 스타트업이다.
E절감 공조기 수요증가…차세대 환기시스템 개발
에이올은 기술력과 사업성을 인정받아 2018년 12월 과학기술정보통신부 장관상, 2019년 11월 중소벤처기업부장관 표창을 받았다. 이후 각 공공기관과 대기업 건설사들과의 협업이 가속화되면서 공장을 개소하고 본격적인 양산을 시작했다.
에이올의 관계자는 “최근 국내 기후의 아열대화가 진행되면서 하절기 실내 쾌적성을 강화하기 위한 제습·냉방·환기 일체형의 복합 공조시스템의 수요가 늘어나고 있다”라며 “이에 맞춰 에이올은 핵심기술인 저온재생형 수분흡착 신소재 ‘MOF(Metal Organic Framework)’를 활용한 차세대 환기시스템을 개발해 사업화했다”고 밝혔다.
MOF는 기존 제습제에 비해 50% 성능이 향상된 소재로 60℃ 이하 저온재생이 가능해 재생 시 전력소모량을 40% 이상 절감시킨다. 이에 따라 MOF를 적용한 복합환기시스템은 제로에너지건축물(ZEB)에 적합한 차세대 환기시스템으로 평가된다.
에이올의 복합환기시스템은 제습 및 냉방성능 달성을 위한 히트펌프 사이클 최적화기술, 다양한 실내·외 조건에 따른 송풍기·압축기 운전회로기술 등이 적용됐다. 또한 수요처 요구사항에 맞는 시제품을 제작, 성능을 확인하는 실험을 자체 연구소 내에서 진행하고 있다.
제품 내부를 살펴보면 먼저 외부로 버려지는 폐열을 재활용하는 전열교환기가 있으며 환기운전 시 0.3μm 크기의 미세먼지를 99.97%까지 걸러주는 H13급 미세먼지 헤파필터가 장착됐다. 이를 통해 깨끗한 공기를 실내로 공급하고 실내 오염된 공기를 배출하면서 실내 에너지를 회수, 에너지효율적으로 운전할 수 있다.
또한 장마철과 열대야 철에 환기할 때 높은 습도의 바깥공기를 냉각 및 제습해 실내로 공급하고 실내에서 냉방운전 시 열손실을 최소화하는 외기제습도 가능하다. 시스템 내 압축·증발·응축·팽창 등 사이클을 구성했으며 댐퍼를 통해 공기 유동을 변환하고 실내공기를 순환시킨다. 증발기에서는 발생하는 현열과 잠열을 처리하며 실외공기를 응축해 방열한 후 배기하는 과정을 거침으로써 냉방구현을 위한 공기를 압축할 수 있다.
또한 급기팬만으로 공기가 실내순환하며 H13급 미세먼지 필터로 먼지를 제거할 수 있다. 실내 룸 컨트롤러는 CO₂, 휘발성 유기화합물(VOC) 농도를 감지해 자동 환기하는 공기청정 기능도 갖췄다.
환절기에 외부공기가 깨끗하고 신선하다면 실내환기 시 전열소자를 통하지 않고 환기와 외기를 이용해 실내 냉방도 가능하다.
기후변화 시대, 복합환기시스템 기술로 ‘승부’
에이올은 2020년 하반기에 서울주택도시공사(SH)가 진행하는 ZEB 공동주택인 서울 고덕강일지구 900세대에 납품하기 위해 공장에서 양산을 시작했다. 또한 실내·외 기후조건(냉난방 부하, 미세먼지, 실내 CO₂, VOC 등)을 반영한 제품의 전체적인 성능의 실증화 평가는 한국토지주택공사(LH) 현장에서 완료한 바 있다.
최근 2년간 LH공사 장기임대아파트 다기능 복합환기시스템 개발, 삼성전자 가정용 복합공조기 공동개발 등을 완료했으며 호반건설과 복합환기시스템 공동개발을 진행하는 등 지속적인 R&D에 나서고 있다.
특히 에이올은 산업통상자원부와 조달청에서 진행한 공공부문 신기술 사업모델 발굴 지원사업에 과제 형태로 지원해 LH공사를 공공 수요기관으로 2019년 8월부터 2020년 12월까지 혁신조달연계형 신기술사업화사업에 참여한 바 있다.
에이올의 관계자는 “약 17개월간 정부지원을 받아 장기임대아파트의 다기능 복합환기시스템을 개발했다”라며 “지원 당시 설립 2년 차로 사업경력이 많지 않아 영업의 어려움이 있었고 기술력과 개발능력을 성장시킬 수 있는 체계적인 시스템과 시설이 필요했다”고 밝혔다.
이어 “에이올은 초기 스타트업의 어려움을 극복하고 차세대 환기시스템 기술력과 개발인력들의 전문성을 확보해 초기 투자유치에 성공했다”라며 “한국화학연구원에서 이전받은 MOF 제습제기술 사업화 성공을 통해 후속 투자까지 유치하며 시설과 운전자금을 충분히 확보해 사업을 더욱 빠르게 전개할 수 있었고 덕분에 안정적인 생산능력, 연구시설, 연구인력을 확보했다”고 밝혔다.
에이올은 혁신조달연계형 신기술사업화 성과로 연구·개발, 영업, 제조에 필요한 인력들을 증원해 일자리 창출성과를 냈으며 새롭게 개발한 차세대 환기시스템인 통합 실내공기질 관리시스템 도입으로 신시장을 창출하기도 했다.
또한 ZEB 의무적용에 부합하는 공조시스템과 깨끗한 실내공기, 제습 및 환기제품의 필요성이 증대한 소비자들의 니즈가 맞물리면서 기술사업화 및 해당 산업의 경제적 효과가 기대된다.
화학연구원에서 기술이전 받은 저온재생형 MOF 수분흡착제가 적용된 임대주택용 복합환기시스템은 2021년 초 한국사업기술진흥원(KIAT)에서 국가 혁신제품으로 인정받기도 했다. 또한 혁신조달기업으로도 선정돼 2021년 공공 임대주택의 환기시스템 교체사업을 진행했으며 향후 공동 임대주택 외에 민간주택에도 복합환기시스템을 적용할 예정이다.
에이올의 관계자는 “기상이변과 기후변화로 인해 단순히 공기를 순환시키는 환기장치가 아니라 에너지절약형 복합공조기가 필요한 시대가 도래하고 있다”라며 “에이올의 핵심기술인 MOF 제습제를 이용한 기술은 공조시스템의 전력소모를 절반으로 줄였으며 제습·냉방은 물론 공기청정기능을 갖는 것이 특징”이라고 강조했다.
에이올은 MOF 제습소재를 적용한 차세대 복합환기시스템을 상용화해 환기시장에서 성장 가능성을 확인하고 있다. 또한 환기시스템 외에 친환경적이며 효율적인 성능을 발휘할 수 있도록 MOF 소재를 활용한 다양한 제품도 개발해 시장을 개척하고 있다.
에이올의 관계자는 “향후 민간 건설시장으로 진출해 점차 국내시장의 점유율을 높이고 동남아나 중국 등 미세먼지 제거, 제습, 환기수요가 많은 시장에 진출하겠다는 장기적인 계획을 세우고 있다”라며 “앞으로 탄소중립 시대에 맞춰 모든 인류가 깨끗한 주거 공간을 누릴 수 있도록 미래산업의 핵심 동력인 MOF 소재에 지속 투자함으로써 차세대 제습·냉방 환기시스템분야 소부장 전문기업 도약을 준비하고 있다”고 포부를 밝혔다.
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