바닥공조시스템(UFAD: Under Floor Air Distribution)은 건물의 냉방과 난방을 담당하는 공조시스템의 한 종류이며 과거 전산실 등에 주요 장비 또는 기기의 운전조건 유지 목적으로 실치됐다. 바닥공조시스템은 공기조화시 건물 내부의 공기흐름을 바닥을 통해 공급해 공조하는 방식으로 전통적인 천장공조방식 또는 천정덕트방식(CBAD: Ceiling Based Air Distribution System)을 대체할 수 있는 새로운 시스템으로 평가받고 있다. 바닥공조(UFAD: Underfloor Air Distribution System)시스템은 ASHRAE UFAD GUIDE 2013에 따르면 Access Floor 바닥에 설치된 바닥 디퓨져 등 통해 실내 거주역 공간으로 공조된 공기를 이송하기 위해 Slab와 Access Floor 사이의 완벽히 밀폐된 개방된 가압공간(Air Plenum)을 사용해 실내 거주역(1.8~2.0m) 공기를 온도 성층화시키는 거주역 공조방식으로 정의하고 있다. 그린빌딩인증제도인 LEED인증에서는 바닥공조시스템을 시스템의 제어성(Controllability of System)과 환기효율성(Ventilation Effec
자세히보기
2011년 설립된 케이프로텍은 사업초기 외산 바닥공조시스템을 도입했으나 국산화에 도전해 기존 외산제품대비 향상된 품질과 기술로 발전시켜 바닥공조 전문기업으로 자리매김하고 있다. 현재도 시스템기술 향상을 위해 기술개발에 매진하고 있으며 바닥공조시장에서 등압식 표준으로 인식되고 있다. 공조분야 기술력을 바탕으로 데이터센터용 냉동기, 공조기, 항온항습기 등 공조장비사업 및 에너지절감효과가 높은 복사냉난방시스템사업도 추진하며 기업규모를 성장시키고 있다. 최근 천안에 제2공장을 준공해 FTU 전용 생산시설로 활용하고 있다. 기존 평택공장은 공조기 생산을 주로 전담해 생산한다. 천안공장에는 FTU 생산뿐만 아니라 생산된 제품의 품질관리를 위한 시설과 새롭게 개발한 제품을 테스트할 수 있는 설비를 갖추고 있어 보다 체계적인 생산 및 개발이 이뤄지고 있다. 10년 이상 적용 검증부품 사용 최근 서울역, 을지로, 종로, 명동, 성수동, 용산 일대 등 초역세권 재개발사업이 활발히 이뤄지고 있으며 마곡, 판교, 성남, 하남 일대 등의 지역단위별 대규모 복합 개발사업이 단계적으로 추진되고 있어 프리미엄 오피스에 대한 공급은 한동안 지속될 것으로 예상된다. 케이프로텍의 관계자는 “
자세히보기
2010년 5월 설립된 트루만은 지속적인 연구개발과 투자를 통해 지속가능한 건축환경 에너지절감 솔루션을 제공하는 건축기계설비 공조분야 전문기업으로 성장했다. 글로벌 바닥공조 전문기업 AirFixture L.C.C와 공기정화설비 전문기업 PlasmaAir와 한국 내 독점 파트너십을 통해 국내 건축환경에 맞는 새로운 공조시장을 만들어가고 있다. 지금까지 20여개 바닥공조 현장을 성공적으로 수행한 트루만은 신축, 대규모 리모델링 현장 및 일반 오피스, 층고가 높은 도서관, 공연시설, 관제센터, 교회 등 다양한 현장에 변풍량 가압식 바닥공조시스템을 공급하고 있다. 기존 변풍량 바닥공조시스템에 플라즈마 에어 이오나이져(Plasma Air Ionizer)와 무선제어(Wireless Control) 솔루션을 접목시켜 거주역 공간에 최적의 실내공기질(IAQ)을 제공하고 있으며 현장공정 최소화, 장기적인 에너지절감의 새로운 패러다임을 제시하고 있다. 여러 프로젝트서 검증과장 완료 트루만의 바닥공조시스템은 글로벌 No.1 UFAD 솔루션으로 AirFixture사가 제공하는 시스템이다. AirFixture는 가장 먼저 바닥공조 솔루션을 개발, 적용했으며 31개국에서 1,250개
자세히보기
소도시형 수열에너지 네트워크 모델이 장흥군에 마련될 예정으로 탄소중립, 기후위기 대응을 위한 수열에너지 보급에 속도가 붙을 것으로 전망된다. 수열에너지는 물을 열원으로 히트펌프를 통해 에너지를 생산해 건물의 냉난방에 활용하는 것으로 연중 활용할 수 있다. 특히 난방의 경우 화석연료대비 최대 30%의 비용만으로 에너지생산이 가능하며 온실가스 배출이 적어 탄소중립사회 실현을 위한 방안으로 주목받고 있다. 이러한 수열에너지의 장점에 주목해 장흥군(군수 정종순)은 4(Four)시티 전략 중 하나로 수열그린도시 구축을 제시했다. 이를 위해 ‘정남진 수열에너지 실증단지 구축’ 연구용역을 공고하고 2020년 10월부터 올해 3월 종료를 목표로 한국수자원공사(연구책임자: 김동룡 부장)와 이젠엔지니어링(자문: 호서대)이 공동으로 연구를 진행하고 있다. 연구는 에너지전환 로드맵, 재생에너지 3020 이행계획, 미세먼지 저감대책 등 정부의 지속적인 에너지전환 정책발표에 따라 장흥군의 풍부한 수자원을 효과적으로 활용하기 위한 기본자료 및 정책제공을 하기 위해 추진됐다. 이를 바탕으로 장흥군은 환경부가 추진하고 있는 ‘스마트 그린도시’사업에 수열에너지 네트워크 구축사업으로 공모해
장흥군(군수 정종순)은 환경부(장관 한정애)의 ‘스마트 그린도시’ 사업에 수열에너지를 활용한 그린도시 구축사업을 공모해 대상지로 선정됐다. 이에 따라 향후 2년간 100억원을 지원받아 사업계획을 이행할 수 있게 됐다. 스마트 그린도시는 지난 2020년 7월14일 발표된 그린뉴딜 8개 추진과제 중 ‘도시의 녹색 생태계 회복’을 위한 대표사업 중 하나로 도시의 기후·환경문제에 대한 지역맞춤형 환경개선을 지원하는 사업이다. 이에 앞서 장흥군은 탐진강, 장흥댐 등 풍부한 지역 수자원을 활용하기 위한 ‘정남진 수열에너지 실증단지 구축 연구용역’을 진행하고 있다. 군 전반에 걸쳐 친환경 신재생에너지인 수열에너지를 도입해 깨끗한 도시 청정장흥을 만드는데 이바지하겠다는 정종순 장흥군수를 만나 수열에너지 도입방향과 그 의미에 대해 들었다. ■ 장흥군의 운영 방향은장흥군은 ‘군민소득을 늘리고 복지와 건강을 증진시켜 군민이 행복한 장흥’을 군정목표로 삼고 운영하고 있다. 이를 실현하기 위해서는 군민의 소득·복지·행복 등이 충족돼야 한다. 이에 따라 △유동인구 300만명 달성 △군민 경제·소득기반 안정망 구축 △군민과 함께하는 청정장흥 만들기 △농림축수산업인 복지 향상 △맞춤형
이젠엔지니어링(대표 강한기)은 ‘원칙을 지키자!’라는 기업이념으로 축열 및 지열시스템분야의 독보적인 기술 및 많은 특허를 보유하고 있으며 고객을 최우선적으로 생각하는 시스템 설계, 시공 및 사후관리를 통해 에너지절약 및 환경개선에 이바지하는 엔지니어링 전문기업이다. 빙축열 및 수축열시스템분야에서는 기존 브라인펌프를 축냉 및 방냉펌프로 분리하는 기술을 적용해 운전효율 향상 및 사용에너지의 획기적인 저감을 이끌어냈다. 또한 축·방냉 운전모드에 따라 유체흐름이 전환돼 축열조의 사구역을 최소화함으로써 종합적인 시스템효율을 향상시켰다. 개방형 지열시스템은 유공관보호장치를 설치해 지중열교환기 설치공에 문제가 생겨도 유지보수가 가능한 국내 유일의 개방형 시스템으로 시장에서 인정을 받고 있다. 2020년에는 뛰어난 기술력을 바탕으로 국내 업체 중 최초이자 유일하게 빙축열시스템을 두바이에 수출하는 쾌거를 이뤘다. 이젠엔지니어링은 2021년 기존사업을 바탕한 새로운 사업분야 진출을 꾀하고 있다. 신사업분야는 코로나시대에 꼭 필요한 다기능 살균필터 및 이를 이용한 환기장치 및 공조기분야다. 살균필터는 기존 광촉매 살균장치의 단점을 해결한 제품으로 기존 공조기나 실내기에서 사용하
대한설비공학회(회장 김민수)와 환경안전환기협회(회장 김기정)는 최근 학교공기질 개선관련 실증비교 연구를 통해 열회수형 환기장치와 공기청정기를 동시에 가동하는 것이 실내공기질(IAQ) 개선에 가장 좋다고 권고했다. 설비공학회 학술용역사업인 이번 ‘학교공기질 개선을 위한 열회수형 환기장치 및 공기청정기의 실증비교에 관한 연구(연구책임자 최준영)’는 열회수형 환기장치와 공기청정기의 사용용도 상 차이에도 불구하고 현장에서 같은 성능을 기대하는 경우가 많아 효과적인 교실 실내공기질 개선방법을 제안·제공하기 위해 지난 2020년 4월에 착수했다. 2020년 11월30일 연구종료와 함께 설비공학회에 제출된 최종보고서에 따르면 미세먼지 저감효과에 대해서는 모든 시험에서 기준치 미만으로 도출됐다. 다만 CO₂, 라돈, 부유세균 등 시험에서는 열회수형 환기장치를 사용하거나 열회수형 환기장치를 공기청정기와 병행사용할 경우 저감효과가 높은 것으로 나타났다. 교육부, IAQ 강화·환기 권고 최근 수년간 미세먼지 심각성이 증대되고 있고 유해성에 대한 연구결과가 속속 등장하면서 이에 대한 위기감이 커짐에 따라 정부도 학교 미세먼지를 관리하기 위한 정책을 시행하고 있다. 정부는 범부처
미세먼지·코로나19·이산화탄소 등 실내공기질(IAQ) 우려에 따라 대부분 학교는 열회수형 환기장치 또는 공기청정기를 도입했다. 그러나 학교현장에서는 서로 다른 역할을 하는 이 두 제품의 기능을 동일시하거나 혼동해 사용하는 경우가 많다. 이에 따라 대한설비공학회와 환경안전환기협회는 ‘학교공기질 개선을 위한 열회수형 환기장치 및 공기청정기의 실증비교에 관한 연구’를 통해 이러한 오해를 해소하고 있다. 김기정 환기협회 회장을 만나 연구의 의미와 환기의 중요성에 대해 들었다. ■ 연구의 핵심내용은이번 연구는 태생부터 기능이 다른 열회수형 환기장치와 공기청정기를 학교교실 현장에서 올바르게 사용하도록 유도하기 위해 실증시험 기반으로 각 기기의 특성을 알려주기 위해 실시했다. 공기청정기는 실내 환경여건을 개선하기 위해 먼지 등 부유물질을 포집·제거하는 것으로 집진효과는 환기장치에 비해 뛰어나다. 그러나 CO₂, 휘발성유기화합물(VOCs), 총휘발성유기화합물(TVOCs), 라돈, 오존, 총부유세균, 폼알데하이드(HCHO) 등 기타 유해물질을 제거하는 기능에는 분명히 한계가 있다. 이에 대한 대안이 환기다. 환기는 실내공기와 외부공기를 치환하는 역할을 하며 미세먼지를 포함한
계절과 관계없이 발생하는 미세먼지 및 초미세먼지의 유입으로 학교환경의 공기질에 대한 관리방안 수립과 이에 대한 대책이 절실히 필요한 실정이다. 학교보건법 시행규칙 제3조 ‘환경위생 및 식품위생의 유지관리’는 교사 내 환경위생에 관한 기준을 명시하고 있으며 실내환경과 관련해 환기, 채광(자연조명), 조도(인공조명), 실내온·습도, IAQ에 대한 성능기준을 규정한다. 현재 학교에서는 유형·종류·형태에 따라 다양한 청정공조시스템이 설치·운영되고 있다. 그러나 대한설비공학회(회장 김민수)는 대부분의 교실에서 IAQ 향상을 위해 열회수형 환기장치 및 공기청정기를 사용하고 있음에도 현장의 운영주체들이 적절한 사용방법을 인지하지 못해 교실 IAQ 관리가 효과적으로 이뤄지지 못하고 있다는 판단에 따라 정확한 정보를 제공하기 위해 연구에 착수했다. 설비공학회와 환경안전환기협회가 공동으로 수행한 ‘학교공기질 개선을 위한 열회수형 환기장치 및 공기청정기의 실증비교에 관한 연구’의 연구책임을 맡은 최준영 설비공학회 부회장(KTL 박사)에게 연구의 시사점과 향후 개선방안에 대해 들었다. ■ 이번 연구결과의 특징은열회수형 환기장치 및 공기청정기의 현장 실증시험을 통해 공기질성능을 비
건축산업이 환경에 미치는 영향은 매우 크다. 천연자재(Raw Material)의 50%는 건설공사를 위해 사용되며 국가 총 폐기물의 30%는 건설과정 및 노후건물의 폐기과정에 발생한다. 또한 건물부문은 세계 에너지소비의 40% 이상, 온실가스 배출의 30% 이상을 차지하고 있다. 이에 따라 세계 선진국들은 건물이 환경에 미치는 영향을 줄이기 위해 노력하고 있다. 우리나라 역시 2020년 공공부문, 2025년 민간부문 건물에 대해 nZEB(nearly Zero Energy Building)을 의무화하는 로드맵을 마련하고 시행 중이다. 파리기후변화협약(이하 파리협약)이 비준돼 참여한 195개국이 2030년까지 온실가스 감축목표를 수립·시행하고 있으며 2050년까지의 감축계획을 수립하는 장기저탄소발전전략(LT-LEDS: Long-Term Low-greenhouse gas Emission Development Strategy)을 국가별로 발표하고 있다. 그러나 세계적인 전문가들은 국가 중장기 온실가스 감축을 위해서는 저에너지건축물 조성정책만으로는 한계가 있다고 지적한다. 정책, 보조금 등 조치를 통해 저에너지건축물을 새로 짓거나 기존건축물을 효율화하는 방식으로는 지
국내 최대 공공디벨로퍼인 한국토지주택공사(LH, 사장 변창흠)가 주택 및 도시분야 기계설비의 지속성장을 위한 로드맵 수립을 추진한다. 최근 LH는 대한설비공학회(회장 박진철)와 함께 ‘Mech-2030 로드맵 수립연구’를 완료하고 결과를 토대로 중장기 기계설비 비전 및 세부추진과제 등을 수립할 방침이다. ‘주택·도시분야 기계설비 지속성장을 위한 Mech-2030 로드맵 수립연구’는 LH 발주로 지난 5월 착수됐으며 연구비 5,000여만원 규모로 설비공학회가 맡아 수행했다. 강용태 고려대 교수가 연구책임을 맡았으며 연구 세부주제는 △1장 ‘국내·외 기계설비산업 및 관련제도 현황’(여명석 서울대 교수, 정재원 한양대 교수) △2장 ‘상위규범 및 LH 경영목표와 연계한 발전방향’(이성혁 중앙대 교수, 김민성 중앙대 교수) △3장 ‘쾌적하고 건강한 거주공간 제공방안’(정창호 수원대 교수, 정웅준 가천대 교수) △4장 ‘온실가스 감축 및 에너지저감 목표 대응방안’(장영수 국민대 교수, 이현진 국민대 교수) △5장 ‘미래기술 융·복합을 통한 중장기 발전방향’(강용태 고려대 교수, 송두삼 성균관대 교수, 이광호 고려대 교수) 등으로 구성됐다. 기계설비, 환경문제 중추적
기계설비는 쾌적·안전·위생성 추구라는 기본역할을 넘어 최근 기후변화, 에너지고갈, 환경오염, 온실가스 감축 등 큰 역할이 주어졌다. 이러한 역할은 제로에너지주택·도시건설, 코로나로 침체된 경기활성화 등을 위한 그린뉴딜의 성공적 완수를 위해 중장기적 측면에서 세밀한 추진 전략이 필요하다. 이에 따라 LH는 기계설비 산업발전과 쾌적·안전한 주거환경조성을 위해 중·장기적 로드맵 수립을 추진한다. 이제헌 LH 주택설비처장을 만나 비전을 들었다. ■ 로드맵수립 비전·목표는주택·도시분야 기계설비 미래성장 청사진 마련이다. 이를 위해 혁신기술 주도, 실행력있는 추진, 국민공감대 형성이라는 세 개의 전략 아래 세부 추진계획을 세웠다. 혁신기술 주도부문의 세부과제는 △Digital, Network, AI 미래기술 도입 △정부 4대 플랫폼 및 국토교통 8대 혁신성장동력 연계 △친환경에너지 생산 △R&D확대를 통한 지속성장 등이다. 실행력 있는 추진은 △실효적 미래기술 발굴 △쾌적 주거공간 구축 △SDGs기반 지속가능 성장목표 고도화 △공공복리 증진 등이다. 국민공감대 형성은 △설비분야 지속가능발전목표수립 △사회안전망·일자리창출 등 포용성 확장 △건설산업 견인 정책개발
기계설비는 건물을 쾌적하게 유지하고 에너지를 제어해 경제성과 기능성을 확보하는 산업분야로 스마트기술과의 융복합을 통해 적용범위와 중요성이 확대되는 추세다. LH는 이에 부합하는 중장기적 기계설비 발전방안 마련을 위해 Mech-2030 로드맵수립 연구를 발주했으며 대한설비공학회 차기회장인 강용태 고려대 교수가 총괄을 맡았다. 강용태 교수에게 이번 연구의 의미를 들었다. ■ 기계설비 로드맵수립 필요성은글로벌 냉동공조시장 규모는 2020년부터 2027년까지 연평균 6.5%의 성장률을 나타낼 전망이다. 이에 따라 국내 기계설비와 연관된 제도들은 시장경쟁력을 향상시키는 방향으로 수립돼야 한다. 해외 선진국들의 경우 건축물에 대한 기준들이 각 세부항목별로 세밀하게 규정하고 있으며 건물유형에 따른 통합된 기준을 별도로 제시하고 있다. 이에 반해 국내 관련규정은 행정부처별로 나눠 수립됐으며 각 규정에 대한 구체적인 기준보다 최소사항만을 제시하는 실정이다. 또한 기계설비법 시행 이후 이에 따른 기술기준, 유지관리기준 등이 준비되고 있으므로 기계설비법이 사회적 요구에 부응해 실질적 필요성을 갖추고 우리나라 기계설비산업이 대내·외적으로 경쟁력을 가질 수 있도록 기반으로 작용케
LH의 ‘주택·도시분야 기계설비 지속성장을 위한 Mech-2030 로드맵 수립연구’ 과제에서 여명석 서울대 교수와 정재원 한양대 교수는 ‘국내·외 기계설비산업 및 관련제도 현황’에 대해 조사했다. 국내·외 기계설비산업의 성장잠재력과 관련기준 및 제도현황을 파악하고 이를 바탕으로 LH 기계설비부문의 성장로드맵 수립에 방향성을 제시했다. 국내 기계설비시장은 2005년부터 연평균 5.7%의 비교적 높은 성장률을 나타내고 있으며 2017년 매출규모는 약 30조원으로 전체공사비 중 차지하는 비중은 22%에 달한다. 이에 더해 2020년 4월 기계설비법 시행으로 그 폭은 더욱 확대될 것으로 전망된다. 세계 기계설비시장 규모도 건설시장 성장 및 건물 내 에너지고효율 시스템에 대한 수요가 증가함에 따라 2020년부터 2027년까지 연평균 6.5% 성장할 것으로 예상된다. 특히 아·태지역의 빠른 경제성장과 기후변화 등의 영향으로 아·태지역의 냉방시스템시장이 매우 가파른 성장세에 있다. 이는 도시인구 증가 및 개도국 경제수준 발전에 따른 영향으로 분석된다. 또한 아시아·북미 HVAC시스템 타입 중 글로벌 기온상승 영향으로 냉방분야 시장점유율이 가장 높을 전망이다. EU국가에서
김민성·이성혁 중앙대 교수는 LH가 발주한 ‘주택·도시분야 기계설비 지속성장을 위한 Mech-2030 로드맵 수립연구’ 과제에서 2장 ‘상위규범 및 LH 경영목표와 연계한 발전방향’을 담당했다. 김민성·이성혁 교수는 과제를 위해 글로벌 트렌드 변화와 국내정책의 상위규범들이 LH의 경영목표와 부합하는지에 대해 분석했다. 이를 토대로 상위규범 아래 환경문제·코로나19 등의 사회변화 흐름에서 요구되는 기계설비기술이 나아갈 방향을 파악하고 기계설비기술의 미래지향적 발전방향을 제시했다. 김민성 교수는 “지금까지 상위규범은 개발과 지원에 초점이 맞춰져있었지만 최근에는 지속가능성에 맞춰져 있다”라며 “기계설비는 이러한 지속가능성을 보장할 수 있는 필수요소로 환경오염, 코로나19 확산과 같은 이슈로 인해 중요성이 부각되고 있다”고 말했다. 이어 “현재 시행 초기인 기계설비법은 기계설비의 체계적 관리에 대한 가이드라인을 제공하고 있다”라며 “공동주택 효율설비 향상, 임대주택 관리역량 강화, 녹색산업 발전, 실내환경기술, 기계설비유지관리자 양성 등에 대해 LH는 핵심 공기업으로 그 역할이 중요하다”고 강조했다. UN과 IEA(국제에너지기구)의 규범은 미래사회의 지속가능성에 대
정창호 수원대 교수와 정웅준 가천대 교수는 ‘주택·도시분야 기계설비 지속성장을 위한 Mech-2030 로드맵 수립’을 위해 3장 ‘쾌적하고 건강한 주거공간 제공방안’을 연구했다. 이번 연구는 에너지빈곤층을 중심으로 한 임대주택 온열환경 실태를 분석해 쾌적한 온열환경을 제공하기 위한 방안을 마련하기 위해 진행됐다. 이와 함께 삶의 질 개선으로 인해 관심을 받고 있는 냉방쾌적과 거주자의 건강과 위생에 큰 영향을 미치는 실내공기질 및 감염병관리 등이 중점적으로 고찰됐다. 우리나라의 에너지빈곤층 가구는 전체가구의 약 10%로 추정되며 대부분 저소득층에 분포하고 1~2명의 가구원 수에서 가장 높은 비율을 보여주고 있다. 또한 저소득층의 거주환경 만족도에 대한 기존 연구에 의하면 주택성능에 대한 만족도가 크게 떨어지는 것으로 나타나 저소득층 및 소규모 가구에 대한 쾌적하고 건강한 거주공간 제공의 필요성이 대두되고 있다. 정창호 교수는 “보건복지부 자료에 따르면 기후변화로 인해 폭염일수와 온열질환자가 증가추세로 저소득층 가구는 여름철 폭염에 대한 대책이 부족해 폭염으로 인한 사망위험이 일반인보다 18% 높다”라며 “이를 개선하기 위해 주요공간 대상 냉방시스템 제공, 난방
LH의 ‘주택·도시분야 기계설비 지속성장을 위한 Mech-2030 로드맵 수립연구’ 과제에서 이현진·장영수 국민대 교수는 4장 ‘온실가스 감축과 에너지 저감목표 대응방안’을 주제로 LH형 탄소중립 2050 전략과 제로에너지건축물·도시를 구축하기 위한 기계설비 적용·발전방안을 제시했다. 연구에서는 탄소중립 방안으로 제로에너지건축 보급확대, 기축건축물의 에너지효율 개선, 재생에너지(태양광, 태양열, 지열, 수열, 연료전지 등)와 미활용열에너지 활용기술 보급확대, 스마트기술 확산 등으로 설정하고 이를 효과적으로 실행하기 위한 전략과 이행 방안 등을 제시했다. 먼저 신축건물 제로에너지 건축기술 보급확대를 위해 공공주도 상용화 추진전략이 중요하다. 설비비용 상승부담을 줄이기 위해 핵심 기계설비기술 적용에 따른 에너지절감량과 경제성을 분석해 △최적 설계지표 개발 △개선안 도출 △인증등급별 표준 기계설비설계기준 개발 등이 필요하다. 기축건물 효율향상을 위해서는 건물특성·규모에 따른 에너지소비 구조를 파악해 적용가능한 기술에 대한 평가방법 개발과 실증연구가 병행돼야 한다. 국내기후·건축환경에 적합한 절감효과성·경제성 있는 기술적용이 필요하며 이를 위한 R&D를 촉진
이광호 고려대 교수와 송두삼 성균관대 교수는 ‘주택·도시분야 기계설비 지속성장을 위한 Mech-2030 로드맵 수립연구’에서 ‘미래기술 융·복합을 통한 중장기 발전방향’ 연구를 담당했다. 이번 연구는 ‘사람중심의 건강한 지속가능사회 구현’을 비전으로 삼고 4차산업 주요기술 등 기계설비와 융·복합이 가능한 기술의 목록화를 통해 사회·주거환경 변화와 맞물려 이와 같은 기술을 적용해 구현이 가능한 시스템 및 도시·주택개념을 도출했다. 이광호 교수는 “지속가능한 사회를 구현하기 위해서는 인공지능 모델기반의 친환경에너지 공급 및 제로에너시시티, 소비예측을 통한 실시간 환경적응형 공급네트워크 최적제어 및 각 분야들간 상호협력을 통한 융·복합이 필수”라며 “4차 산업혁명 도래로 기계설비분야에서도 AI, 빅데이터, IoT, VR, CPS 등의 기술이 도입되고 있고 저소득층 임대주택의 에너지복지가 중요해지고 있다”고 말했다. 현재 도시의 에너지공급시스템은 에너지절감 전략이 단편적·수동적이며 주로 실제 건물에 사용되는 에너지수요량과 무관하게 열, 전력 및 샌재생에너지가 일방향적으로 공급·제어되고 있다. 또한 기계설비, 건축, 도시, IT 등의 다양한 분야들이 상호연계없이 개별
온실가스 증가에 따른 지구온도 상승을 억제하기 위해 파리기후협약에 따른 신기후체제가 출범해 신재생에너지 산업의 중요성이 확대되고 있다. 정부는 신재생에너지 중 수열에너지에 주목하고 있으며 국내 14개 하천을 수열에너지에 활용할 경우 표준원전 약 20기를 대체할 것으로 평가하고 있다. 그러나 수열에너지를 활성화하기 위한 하천수활용 관련법령, 건축물 냉방설비 설치기준, 신재생에너지 지원제도 등 제도적 기반과 기술의 국산화 필요성이 대두되고 있다. 산업통상자원부 산하 한국에너지기술평가원은 2020년 하반기 신재생에너지기술개발 사업 신규지원 대상과제에 ‘수열냉난방 및 재생열 하이브리드시스템 기술개발 및 실증’을 용역을 발주해 한국수자원공사 컨소시움이 수주했다. 이번 과제는 2020년부터 2023년까지 39개월간 진행되며 하천수 이용 하이브리드 냉난방시스템 기술개발 및 실증과 성능평가 체계를 구축하게 된다. 실증사이트는 경기도 과천에 위치한 K-water 한강유역본부에 마련된다. 한국수자원공사(K-water)의 조용 박사가 R&D총괄을 맡으며 핵심개발목표인 △하천수 열교환기 기술개발은 한국기계연구원, 장한기술, 한양대 △수열원 히트펌프 기술개발은 LG전자, 충
한국기계연구원은 ‘수열 냉난방 및 재생열 하이브리드시스템 기술개발 및 실증’ 과제에서 열교환기 스케일발생 지연 및 친환경 세정기술을 적용한 수열원 회수시스템 설계와 운영기술 개발을 수행한다. 윤석호 기계연구원 박사는 “이번 과제는 혹한기 난방에 약점을 가졌던 히트펌프의 효율을 향상시키고 친환경냉매를 적용하는 시스템 최적화를 시도하기 때문에 큰 의미가 있다”라며 “하천수의 미네랄은 열교환기의 스케일과 부식을 유발해 열교환기의 성능저하 요인으로 스케일 발생을 방지함으로써 열교환기 세정주기 연장과 시스템 운용비용 절감이 가능하다”고 말했다. 이어 “이번 연구를 통해 하천수 수열에너지 활용시스템의 보급을 위한 수열회수시스템 사양의 가이드라인을 제시할 예정이며 연구결과는 시스템의 세정 및 오버홀 주기 예측에 도움이 될 것”이라며 “열교환기 표면 처리, 형상개선 등을 통한 스케일 생성지연기술 개발은 타 분야로의 적용도 가능하다”고 밝혔다. 기계연구원은 히트펌프 등의 열시스템과 열교환기 등의 핵심기기 개발에 주력해왔다. Low GWP·자연냉매 적용 히트펌프시스템과 고압용 판형 열교환기, 고효율 컴팩트 열교환기 등 많은 기술을 개발한 실적을 보유하고 있다.
한국에너지기술평가원의 2020년 하반기 신재생에너지 기술개발 신규과제 ‘수열 냉난방 및 재생열 하이브리드시스템 기술개발 및 실증’에서 충남대는 무급유 히트펌프의 압축기 지지를 위한 자기베어링을 설계하고 제어기를 구현하는 압축기의 동적 성능개선 기술을 개발한다. 충남대는 자기베어링의 설계 및 제어, 자기부상, 전자기구동기, 센서 관련 연구를 진행하고 있으며 2014년부터 압축기, 송풍기 등과 같은 에너지다소비 회전기기에 자기베어링 기술을 적용해 에너지효율을 향상시키는 연구를 수행하고 있다. 특히 LG전자와 함께 무급유 마그네틱 베어링 압축기를 적용한 인버터 터보냉동기 상용화 개발을 마치고 환경신기술(NET)인증을 획득하는 성과를 보유하고 있다. 노명규 충남대 교수는 “다양한 시스템에 자기베어링을 적용하고 제어기를 설계한 경험을 토대로 이번 수열에너지 기술개발 중 히트펌프의 핵심요소인 무급유 압축기 개발을 성공적으로 수행할 것”이라며 “이번 과제를 통해 자기부상 및 자기베어링 기술에 대한 수용성이 증대되고 에너지다소비 기기에의 적용 확대를 통한 효율향상 및 에너지절감이 기대된다”고 말했다.
‘수열 냉난방 및 재생열 하이브리드시스템 기술개발 및 실증’과제에서 숭실대는 마그네틱 베어링을 채용한 무급유 터보냉동기의 안정적인 운전을 보장하기 위한 변위센서의 정·동적 성능개선을 수행해 무급유 터보냉동기의 신뢰성을 확보한다. 마그네틱 베어링은 전자석을 이용해 회전체를 부상시켜 지지함으로써 기계적 마찰없이 고속 터보회전체를 운용할 수 있도록 하는 기술이다. 숭실대는 메카트로닉스 관련 지능형 요소인 센서, 구동기, 제어기 등을 연구해 정밀기계에 적용하고 있다. 관련 연구를 통해 57편의 국제전문 학술지에 논문을 게재했으며 20개 이상의 특허를 보유하고 있다. 안형준 숭실대 교수는 “안정적인 마그네틱 무급유 터보냉동기의 운전을 위해서는 기존 변위센서성능보다 우수한 센서가 필요하다”라며 “이번 과제로 외산 중심의 무급유 터보냉동기시장에서 높은 기술력을 바탕으로 경쟁력을 확보할 것으로 기대한다”고 말했다. 이어 “변위센서는 기계시스템의 모니터링과 공정최적화를 위한 핵심기술로 사용될 것으로 전망되며 90% 이상 외산을 수입하고 있는 국내 기업들의 신성장동력이 될 것으로 전망된다”고 덧붙였다.
군산대학교는 ‘수열 냉난방 및 재생열 하이브리드시스템 기술개발 및 실증’ 과제에 하천수를 수집하고 방류하는 과정의 제반관로 설계에 관련된 전산유체역학 해석을 수행한다. 특히 관로에서 발생할 수 있는 수충격(Water Hammering)현상 해석을 중점적으로 수행할 방침이다. 수충격현상은 갑작스럽게 발생하며 높은 압력으로 인해 배관, 펌프, 밸브 등에 시설물이 파손되기 때문에 안정적인 배관시스템을 위해 일정 범위 내로 제어해야 한다. 군산대는 전산유체역학 해석을 위한 전산장비, 소프트웨어 등 연구기반을 갖추고 있으며 한국수자원공사의 협력기업인 수자원기술과 함께 정수장의 제반공정에 대한 전산유체역학 해석을 성공적으로 수행한 경험을 가지고 있다. 장세면 군산대 교수는 “수열에너지는 비열이 상대적으로 높은 하천수가 가진 수온을 열에너지 형태로 냉난방에 직접 사용하는 신재생에너지로 이를 위해 기존보다 더 고효율인 열교환기가 필요하다”라며 “이번 과제를 통해 관련기술의 발전은 물론 소비되는 에너지원의 다각화, 이산화탄소 저감, 환경오염 저감 등의 효과를 기대하고 있다”고 말했다.
사이트의 콘텐츠는 저작권의 보호를 받는바 무단전제, 복사, 배포 등을 금합니다.
칸(KHARN) | 서울특별시 강서구 마곡중앙로 171, 마곡나루역프라이빗타워Ⅱ 1006호 (우 07788)
대표이사 겸 발행, 편집인 : 강은철 | 사업자등록번호: 796-05-00237 | 인터넷신문사업 등록번호 : 서울, 아5613 | 통신판매업신고번호: 제 강서4502호
정기구독문의: 02-712-2354 | 이메일 : kharn@kharn.kr
Copyright ⓒ kharn. All Rights Reserved.
UPDATE: 2025년 04월 28일 01시 58분
