새롭게 문을 연 롯데마트 구리점이 국내 대형마트 최초로 자연냉매 CO₂(R744)냉장·냉동시스템을 도입하며 유통업계 친환경 혁신의 새로운 장을 열었다. 이번 CO₂시스템 전면 도입은 지속가능한 점포운영과 온실가스 감축 전략의 일환으로 단순한 설비교체를 넘어 국내 유통업계의 냉동·냉장시스템 전환에 중요한 이정표가 될 전망이다. 국제티엔씨 CO₂시스템 도입 롯데마트 구리점은 기존 프레온계 냉매(R22, R448a) 대신 GWP(지구온난화지수)가 1에 불과한 자연냉매 CO₂(R744)를 냉동·냉장설비에 적용했다. 이는 국내 대형마트 중 최초 사례로 롯데마트가 유통업계의 친환경설비 전환을 본격적으로 주도하겠다는 의지를 보여준다. 구리점에 적용된 CO₂냉동시스템은 국제티엔씨가 공급한 제품으로 하이얼캐리어의 이젝터(Ejector) 기술이 적용된 CD4 시리즈 CO₂ Booster 시스템을 중심으로 Dorin 인버터압축기와 Güntner 유니트쿨러 등 고효율·고안전성 설비로 구성됐다. 또한 쇼케이스 전면도어 설치로 매장 실측기준 평균 30% 이상의 부하절감 효과가 확인됐다. 기존 프레온계 냉매는 지구온난화 주범으로 꼽히며 국제적으로 단계적 퇴출이 진행 중이다. 이에 비해
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기후변화 대응과 에너지전환 필요성이 커지고 있다. 이중 잉여전력을 열에너지로 전환하는 P2H(Power to Heat)기술이 차세대 에너지시스템으로 주목받고 있다. 정부는 집단에너지 기본계획 등을 통해 P2H 기반 섹터커플링을 주요 탄소중립 수단으로 주목하며 관련 기술개발과 실증을 본격화하고 있다. P2H는 히트펌프나 전기보일러를 활용해 생산한 열을 지역난방 공급 또는 축열조 저장에 활용할 수 있다. 이 기술은 출력제한 문제와 계통불안정성을 줄이는 데 효과적이며 에너지저장 측면 등에서도 경제적인 대안으로 평가받는다. 유럽에서는 계통한계가격(SMP)이 낮은 시간대에 전기보일러를 활용해 전력을 열에너지로 전환하는 방식으로 P2H를 활용 중이며 이는 전력수급의 유연성을 높이는 전략의 일환이다. P2H 기술은 지역난방 등과 함께하는 중앙집중형과 주택·소규모 집단냉난방 등 분산형으로 나뉘며 변환방식에 따라 히트펌프 연계형과 전기히터 연계형으로 분류된다. 특히 히트펌프는 보조열원에 따라 300~500%의 높은 전환효율을 나타내며 즉각적인 급탕이 가능해 유연성 자원으로도 활용되고 있다. 히트펌프를 이용한 전력·열 변환기술을 적용한 P2H시스템은 기존 화석연료기반 냉난방시
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한국에너지기술평가원 스마트수요관리PD의 역할은 에너지수요부문 디지털화를 통해 수요자원을 확대하며 에너지신시장을 창출하는 것이다. 최근 산업통상자원부 P2H보급 확대 노력에 따라 다양한 R&D 과제를 관리하고 있다. 김지효 에너지기술평가원 수요관리PD를 만나 P2H 동향과 R&D 진행현황 등을 들었다. ■ 탄소중립에 있어 P2H의 중요성은 정부가 발표한 국가 온실가스 감축목표(NDC)에 따르면 2030년까지 신재생에너지를 발전량 기준 30.2%까지 보급할 것을 목표로 하고 있다. 온실가스 배출에 있어 P2H는 중요한 요소로 작용한다. 히트펌프는 1의 전기로 3~4의 열을 생산할 수 있는 고효율 장비로 기존 연소방식보다 온실가스배출 저감효과가 크다. 건물부문에서 P2H 활용 시 지역난방 등과 연계해 대규모 축열조를 이용한 차세대 집단냉난방시스템을 구축함으로써 시간대별 수요에 대응할 수 있으며 탄소중립형 도시열공급시스템 구축에 기여할 수 있다. ■ 관련 R&D 진행현황은 지난 2021년 발표된 ‘2050 탄소중립 에너지기술 로드맵’에서 전력계통 유연성을 확보하는 하나의 방안으로 섹터커플링전략이 포함됐다. 주요내용으로는 P2X를 통한 재생에너지
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정양SG는 1986년 설립된 발포폴리스틸렌 전문 제조기업으로 단열관련제품과 신규공법을 개발해왔다. 제로에너지건축(ZEB) 실현에 필요한 열교문제를 해결하기 위해 단열 취약부위인 발코니, 파라펫, 공동주택 세대간 수직벽체에 적용되는 구조용 열교차단재를 8년 이상 연구해 국산화율 100%의 우수한 제품을 개발하는데 성공했다. 정양SG가 개발한 구조용 열교차단재는 적용기술과 품질 우수성 등을 모두 인정받아 신제품(NEP)인증을 획득했으며 지난해 산업기술진흥유공 신기술실용화 단체부문 대통령표창을 수상했다. 정양SG는 단열, 열교차단기술분야 특화기업이 되기 위해 전체 매출액의 일정비율 이상을 꾸준히 연구개발에 투자해왔으며 기업부설연구소는 건축물에너지평가사를 포함한 전문인력들로 구성돼 다양한 연구실적을 거두고 있다. 순수 국내 독자기술로 개발한 구조용 열교차단재 ‘LBN Modular’는 구조체 형상으로 단열이 불가피하게 끊기는 부위의 콘크리트 구조체 내부에 매립해 시공돼 하중을 지지할 수 있는 내력 단열재다. 즉 건축물에서 단열재와 구조재 역할을 동시에 수행하기에 제품적용에 따른 단열성능 향상, 결로개선 등은 물론 수십차례의 실물실험을 통해 모델별 구조 안정성을 검증
독일기업 쉐크는 세계 최초로 구조용 열교차단재를 개발해 전 세계 40여개국에서 1,000만건 이상의 프로젝트를 수행하며 혁신적인 솔루션을 제공하고 있다. 현재 17개국에 지사를 두고 있으며 7곳에 생산기지를 보유한 글로벌기업이다. 지난 50여년간 구조용 열교차단재만을 연구개발해 온 독보적인 기술력을 바탕으로 전 세계시장을 선도하고 있다. 쉐크코리아는 설계 및 시공 등에 대한 전문적인 기술지원을 통해 제로에너지건축물(ZEB) 완성을 위한 열교차단 솔루션을 제공하고 있다. 쉐크의 열교차단재는 철근콘크리트(RC) 구조라는 재료적 특성에 맞춰 인장 및 전단 부재 등은 스테인리스스틸 또는 GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer), 압축부재는 초고강도 콘크리트(UHPC)로 구성돼 있다. 이러한 구성재료상 특징은 국내·외 유사품들과 큰 차이를 보인다. 인장부재에 열전도율 0.07W/m·K인 GFRP를 적용해 60W/m·K인 철근 및 15~17W/m·K인 스테인리스 스틸을 적용한 유사품대비 최대 25% 향상된 열적성능을 자랑한다. 쉐크는 열교차단재에 적용되는 GFRP와 UHPC 등을 자체적으로 생산한다. 쉐크가 공급하고 있는 약 3,000여종의 열
이비엠리더는 에너지효율적인 건축자재의 창조적인 리더로서 과감하고 혁신적인 연구개발로 시장변화의 흐름을 주도하고자 노력하고 있다. 국내 최초로 개발한 건설신기술인 ‘내진 열교차단 패스너’는 외단열 건축물의 외장재 건식 설치공법에 사용되는 자재로 열교를 차단하는 기능을 가진 외장재 고정장치다. 외단열 건축물의 외장재 설치 시 외장재 고정장치로 인해 발생하는 열교현상을 저감시켜 단열성능을 향상시키며 결로현상이 감소되는 등 건축물의 에너지효율을 증가시킬 수 있다. 내진 열교차단 패스너는 건축물 외관 디자인과 마감재 종류 등에 따라 가장 적합한 타입을 효과적으로 적용하기 위해 다양한 형태로 공급된다. 특히 ‘옵티마타입’은 원가절감, 공기단축, 구조성능 등의 측면에서 크게 개선돼 신기술로 등록됐으며 최근 신기술 보호기간이 연장됐다. 여러 타입 중 가장 최적화된 타입으로 꼽힌다. 옵티마타입의 핵심 구성인 T.B실린더는 상부에 원형의 날개형 디스크가 형성돼 단열재의 들뜸이나 탈락을 방지할 수 있도록 단열재를 벽체로 밀착해 고정할 수 있다. 또한 T.B실린더가 단열재 속으로 매립되는 과정에서 단열재 절개부의 공극이 일부 생성됨으로써 기밀을 유도하도록 개발됐다. 열교차단 패스
TB block은 인류의 미래를 위한 진화라는 비전을 바탕으로 구조용 열교차단재를 제조하고 있다. 올해로 창립 10년차인 TB block은 2014년부터 독자적으로 열교차단 제품을 개발했으며 2015년 아시아 최초로 양산을 시작했다. 2020년에는 세계 최고수준의 TB-V200-S1 제품을 개발해 현장에 적용하고 있다. 구조용 열교차단재의 가장 중요한 부분은 안전성이다. 초기에는 해외 제품을 모방해 제품을 개발했지만 국내 건축기준과 상이해 구조적인 안전성을 확보하는 것에 어려움이 있었다. 이후 독자적인 제조방법을 개발해 국내 건축기준을 만족하면서 구조적 안전성을 확보한 제품을 출시할 수 있었다. 핵심기술은 철근과 스테인리스를 접합하는 방식과 트러스 구조 등을 도입한 제조방법이다. 트러스 형태로 열교차단재를 제작하면 단열재 두께를 150mm 이상 사용할 수 있어 단열성능을 크게 향상시킬 수 있다. 해외 제품의 경우 단열재 두께를 최대 120mm까지 적용할 수 있지만 TB block은 200mm까지도 단열재 두께를 증가시킬 수 있어 단열성능을 50% 이상 개선할 수 있다. 단열재 두께를 200mm 사용한 TB-V200-S1 제품은 파라펫에 사용하는 제품으로 자체
티푸스코리아는 2013년 창립과 함께 TIFUS 열교차단재를 개발, 출시했다. 특히 건식 외단열에서 비구조적인 열교를 해결할 수 있도록 다양한 솔루션을 제공하고 있다. TIFUS라는 브랜드의 열교차단제품의 생산, 판매, 시공에 이르기까지 전 과정에 걸쳐 토탈서비스를 제공하고 있다. TIFUS는 설계와 시공에서 건식 열교차단 외단열시스템 플랫폼을 지향한다. 지난 2020년 플랫폼 기술로 국토교통부에서 건설신기술 제901호로 인증받았으며 주요 제품으로 TIFUS-HWTB-2350, TIFUS-MTB-2360, TIFUS-STB-2360 등이 있다. TIFUS 단열프레임은 외장재 바탕구조와 단열재를 설치하는 바탕틀로 동시에 사용해 어떠한 외장재도 열교없이 자유롭게 설치할 수 있도록 개발된 시스템이다. 특히 옹벽이 없는 라멘구조나 철골구조 건축물에 단열틀과 하지역할을 동시에 수행할 수 있는 단열·구조틀로도 사용할 수 있으며 단열재를 포함한 모든 부재에 불연재료를 활용해 화재안전성을 획기적으로 높일 수 있는 외단열시스템이다. 또한 TIFUS-MTB 제품군은 건축물 외장재로 가장 무거운 치장벽돌(150~250kg/m²)을 열교없이 구조적으로 안전하게 쌓을 수 있도록 개
스타빌엔지니어링은 2015년 설립돼 창호주위 에너지손실 저감효과로 난방비 절약, 결로·누수·곰팡이 등을 차단하는 창호주위 열교차단재를 개발했다. 최근 개발한 내진형 열교차단브라켓 시스템은 앵글 경량화로 시공안전사고를 예방하며 높이 조절 유연성으로 품질을 확보했다. 측벽차음을 보급해 시공경계를 확보하며 바닥평활도를 높이고 측벽소음과 진동을 완화할 수 있다. 대표제품이자 우수조달물품인 ‘STAR 열교차단재’는 건축물 시공 시 창호 주위 열교를 차단해 결로 및 누수, 곰팡이를 억제할 수 있는 제품으로 중소벤처기업부 성능인증(EPC), 산업통상자원부 녹색인증 등 다양한 인증을 획득해 성능을 검증받았다. 정부는 2030년까지 모든 건축물에 제로에너지건축(ZEB)을 의무화했으며 2020년 한국에너지공단이 발간한 ZEB 인증요소에 창호부위 열교차단재를 가이드라인으로 제시했다. STAR 열교차단재는 지자체, 교육청, 군시설, 공공기관 등 다양한 기관에서의 수요에 맞춰 제작되고 있다. STAR 열교차단재는 국내뿐만 아니라 미국, 일본, 중국, 러시아 등에서 특허를 받은 국내·외 유일제품으로 처음 시장에서는 낯선 반응이 많았다. 하지만 기술의 공익성과 공신력있는 기관 및 지자
한국패시브건축협회는 기후변화 문제점인 건물부문 에너지절감을 위해 주택의 에너지사용량 중 난방에너지를 효과적으로 절감할 수 있는 패시브건축물을 보급하기 위해 창립됐다. 패시브협회는 내부표면온도가 낮아지거나 열손실이 증가하는 등 열교로 인한 영향을 줄이기 위해 건축구조상 내구성을 증가시키며 난방에너지를 절감할 수 있도록 패시브하우스를 구현하고 있으며 민간 자격으로 패시브건축인증 업무를 하고 있다. 또한 열교를 효과적으로 차단하기 위해 신축건물 및 리모델링인증 시 열전도율 0.33W/m·K 이하와 실내 곰팡이 발생방지를 위한 표면온도 기준을 적용해 열교차단과 기밀성능 등을 개선하는데 앞장서고 있다. 패시브협회는 최근 KOLAS 인증기관으로 지정돼 창호, 건물 기밀성능 등을 정식 시험하고 있다. 패시브협회에서 패시브하우스 연구 및 인증업무 등을 총괄하고 있는 김석환 연구소장을 만나 열교차단의 필요성 및 솔루션에 대해 들었다. ■ 열교차단 필요성 및 발생원인은 열교차단은 외피를 통한 열손실과 실내표면에 결로, 곰팡이 발생을 방지하기 위해 필요하다. 먼저 외피 열교부위에서 발생하는 열손실을 방지하고자 콘크리트 구조체 전열해석 시뮬레이션을 수행해 보면 내단열은 단열재가
한국건설기술연구원은 국내 유일 건설기술분야 정부출연 연구기관이며 스마트시티, 미세먼지 저감, 제로에너지건축물(ZEB) 등 국민 삶의 질 문제와 국가 차원 이슈해결을 위한 연구를 수행하고 있다. 건물 외피에서 구조적 열교를 근원적으로 차단할 수 있는 외단열 공법에 대한 연구부터 외단열 자재 중 단열재 개발, 외단열 실증연구 등을 통해 개발한 각종 기술을 종합적으로 적용한 시범 공동주택을 시공하기도 했다. 구보경 건설연 수석연구원은 외단열시스템 공법과 성능평가에 대한 연구를 진행했으며 내단열대비 외단열 적용 시 열교 유무에 따른 성능 차이를 확인하기 위해 열교부위 성능평가방법을 적용해 건물에너지 성능해석을 수행한 논문을 다수 발표했다. 구보경 수석연구원을 만나 열교차단의 중요성, 정책적 지원방안 등에 대해 들어봤다. ■ 현재 추진 중인 열교관련 프로젝트는 열교를 방지할 수 있는 요소기술은 건설연과 산업계에서 이미 개발이 많이 돼 있다. 문제는 이를 적용하기 위한 설계디테일 개발과 현장 적용이다. 현장에 적용하기 위해서는 성능검증이 필요하며 이 기술이 적용됐을 때 얻을 수 있는 이점이 보장돼야 한다. 국토교통부의 ‘건설분야 성능기반 표준실험절차 개발과제’에서는 다
한국에너지공단은 에너지효율 향상, 신재생에너지 보급 확대, 기후변화 대응 중심으로 지속가능한 에너지생태계를 구축하는 기관이며 건물에너지실은 건축물의 에너지효율 향상 및 온실가스 감축을 위한 제도를 운영하고 있다. 2000년대 초반 열손실방지를 위한 건축물의 에너지절약설계기준을 시작으로 건축물의 효율을 향상시켜 왔으며 건축물 전체 에너지성능을 평가할 수 있는 건축물효율등급제를 20년간 운영하면서 공공건물을 필두로 건축물의 효율향상을 주도해왔다. 또한 공공건물의 에너지이용 합리화, 건축물 목표관리제도 운영 등을 통해 신축건물뿐만 아니라 기축건물의 온실가스 감축을 주도하고 있으며 현재는 제로에너지건축물(ZEB) 보급확대를 통해 2030 국가 탄소중립 달성을 위한 핵심적인 역할을 수행하고 있다. 최성우 한국에너지공단 건물에너지실장을 만나 열교현상이 건물에너지에 미치는 영향, 극복 방안 등을 들었다. ■ 열교현상이 건물에너지에 미치는 영향은 2000년대 초반에는 건물구조체의 단열성능이 좋지 않아 열교 영향이 크지 않았지만 현재 ZEB를 목표로 구조체의 단열성능이 크게 향상되면서 단열이 끊어진 부위에서 발생하는 열교로 인한 열손실이 상대적으로 크게 나타나고 있다. 현재
내년부터 공공에 이어 민간에서도 30세대 이상 또는 연면적 1,000m² 이상 공동주택을 대상으로 제로에너지건축물(ZEB) 5등급 수준의 설계가 본격 적용된다. 민간부문 ZEB 의무화 본격 시행을 앞둔 시점에서 건물에너지관리가 중요한 화두로 부상하고 있다. 효과적인 건물에너지관리를 위해서는 건물의 단열, 기밀성능 등 패시브요소를 강화해야 한다. 단열은 건물을 완성하기 위한 기초요건이며 건물 외측과 내측간 열의 이동을 최소화하는 것으로 건물에너지를 결정하는 중요한 척도다. 현재 공동주택에 적용되고 있는 내단열의 경우 단열이 끊기는 지점에서는 열에너지가 이동하는 통로가 조성돼 결로, 곰팡이 등이 생길 수 있다. 에너지누수뿐만 아니라 결로, 곰팡이 등에 따른 심각한 악취 등을 유발함으로써 건물의 유지관리에 심각한 영향을 끼치게 된다. 또한 각 현장마다 시공조건이 달라지는 등 건물별로 갖게 되는 특이한 상황이 빈번하게 발생해 단열성능을 일률적으로 만족하기 어렵다. 건물 자체의 구조적인 문제나 건축재료의 특성 등에서 비롯된 열교현상은 시급히 해결해야 할 숙제다. 공동주택의 경우 발코니, 파라펫 등 돌출된 부위들에서 열교가 발생하고 있다. 벽체가 만나는 모서리 등 접합
전력계통영향평가가 데이터센터(DC)산업에 치명타를 가할 전망이어서 업계 전반에 위기감과 분노가 팽배하다. 전력계통영향평가는 ‘분산에너지활성화 특별법(이하 분산에너지법)’ 시행에 따라 새롭게 마련된 제도로 에너지다소비시설이 전력계통 포화지역으로 집중되는 현상을 방지함으로써 계통안정성을 유지하기 위해 마련됐다. 전력계통영향평가는 국내에서 10MW 이상 전기를 사용하려는 사업자가 실시해야하는 것으로 기존 전력수전예정통지를 대체한다. 인허가 신청 3개월 전에 전력계통영향평가 대행자를 통해 평가서를 작성한 후 산업통상자원부에 제출해야 한다. 산업부는 접수한 날로부터 3개월 이내에 개선조치를 통보해야 한다. 평가항목은 기술적 항목과 비기술적 항목으로 나뉜다. 기술적항목은 △전력공급 여유 △전력공급 여유 확보 난이도 △적정전압 유지가능 여부 △전력공급 영향 최소화 방안 △부지제공을 통한 공급능력 확보기여 여부 △적정전압 신청여부 등이다. 비기술적 항목은 △지역사회 수용성 △사업안정성 △지방재정 기여도 △산업활성화 효과 △지역낙후도 △전력자립도 △해당지역 지원사업 △특별법 지원사업 대상 여부 등이다. 지난 6월14일 분산에너지법 시행에 앞선 5월30일 ‘전력계통영향평가 제
전력계통영향평가가 도입되는 가운데 ‘전력계통영향평가 제도 운영에 관한 규정 제정안’이 행정예고된지 2개월이 넘어선 지금까지 데이터센터(DC)업계를 중심으로 거센 비판이 잦아들지 않고 있다. 한국데이터센터연합회(KDCC)는 업계 의견을 취합해 산업통상자원부에 제출한 상태다. KDCC는 개정없이 제도가 시행될 경우 DC산업은 물론 AI, 클라우드 등 국제무대에서 주도권을 확보하기 위해 글로벌 경쟁이 치열한 유망산업까지 영향을 미칠 것으로 우려하고 있다. 강승훈 KDCC 팀장을 만나 전력계통영향평가에 대한 우려사항과 개선방안에 대해 들었다. ■ 전력계통영향평가 도입 시 부작용은 AI확산 등으로 국가간 DC유치 및 빅테크기업의 DC 확보경쟁이 심화되고 있는 시점에 DC 규제를 확대하는 것은 신규투자 위축, 국가경쟁력 약화를 초래할 것이다. 구글, AWS, MS 등 글로벌 빅테크 기업은 AI 및 연관산업 활성화 등을 위한 DC투자 확대에 나서고 있으며 이들을 유치하기 위한 국가간 경쟁이 치열해지고 있다. 글로벌 빅테크기업들은 아‧태지역에서 이미 한국을 제외한 일본과 인도, 동남아지역에 적극적인 DC 및 AI·클라우드 투자를 진행 중이다. MS는 인도네시아에 17억달러
지난 5월30일 행정예고된 ‘전력계통영향평가 제도운영에 관한 규정 제정안’에 대해 데이터센터(DC)업계가 공분하고 있다. 한국데이터센터에너지효율협회(KDCEA)는 업계의견을 취합해 제도시행에 따른 우려사항을 조목조목 정리한 의견서를 산업통상자원부에 제출했다. KDCEA는 이번 제도가 상위법인 ‘분산에너지 활성화 특별법(이하 분산에너지법)’ 취지를 달성할 수 없다는 입장이므로 상위법 취지에 부합하도록 전면적인 개정이 필요하다고 주장한다. AI, 클라우드, 데이터관련 산업이 전 세계적인 화두인 상황에서 국가경쟁력 향상을 도모하면서도 탄소중립, ESG경영, 지속가능성을 달성해야 한다는 목표로 마련된 제도가 오히려 판을 엎고 있다는 비판이 회원사들을 중심으로 쏟아지고 있다. 송준화 KDCEA 사무국장을 만나 전력계통영향평가 제도에 대한 견해를 들었다. ■ 분산에너지법에 따라 제도가 시행되는데 지역별 전력공급과 전력수요 불균형 해소, 지역단위 에너지생산·소비를 위한 분산에너지 활성화 특별법이 필요하다는 것에 대해서는 전혀 이견이 없다. 대규모 발전소 및 송전망 회피가 심각한 현 상황에서 수도권에 DC와 같은 대규모 전력소비자 입주 시 전력부족, 계통부하 증가 등이 우
한양대학교 터보기계연구실은 우주발사체 액체추진로켓에 적용되는 펌프시스템부터 다양한 산업현장의 초고속 회전기계와 터보기계 등 회전체동역학 및 저진동설계기술을 비롯해 유체동압베어링, 시일, 댐퍼 등 주요 기능부품의 구조 및 윤활 설계기술 개발 연구를 중점적으로 수행하고 있다. 특히 윤활유 공급이 필요없는 무급유 공기베어링을 적용한 환경친화적이며 고성능, 고효율 회전기계기술 개발은 세계 수준의 기술력을 가지고 있다. 이를 바탕으로 국내외 다양한 대기업 및 중소기업과 기술개발과제를 진행 중이다. 이번 초저온 냉열설비 R&D에 참여한 류근 한양대 교수를 만나봤다. 류 교수는 20년이 넘는 공기윤활베어링 관련 연구경험을 가지고 있으며 최근 약 8년간 극저온 유체 가압 베어링에 대한 연구를 수행해 오고 있다. ■ 기관의 경쟁력과 이번 R&D에서의 역할은 무엇보다 유체베어링, 특히 공기베어링과 극저온베어링에 대한 풍부한 경험과 노하우다. 터보기계연구실은 자체적으로 극저온 환경에서 베어링을 실험할 수 있는 인프라를 갖추고 있어 타연구기관과 확연한 차별성을 가지고 있다. 이번 R&D에서는 초저온환경에서 운용되는 포일 베어링의 정하중 특성 및 동특성 계수를
이봉재 한국과학기술원(KAIST) 기계공학과 교수는 나노스케일 열전달부터 매크로스케일 열전달에 이르는 광범위한 열전달분야에서 탁월한 전문성을 보유하고 있다. 현재 열에너지시스템 열관리를 위한 전도, 대류, 복사열전달까지 다양한 열전달 현상에 대한 실험 및 수치해석 능력도 갖추고 있다. 이번 초저온 냉열설비 R&D에서 참여하는 이봉재 KAIST 교수를 만나봤다. ■ 과제 참여 배경 및 경쟁력은 그동안 KAIST는 다양한 열전달 시뮬레이션을 in-house 코드로 직접 제작한 경험 및 CFD를 통해 열전달 수치해석을 진행한 경험을 보유하고 있다. 더 나아가 인공지능 기반 기술을 사용해 열전달 현상을 최적화 및 예측한 경험은 열전달 수치해석 및 분석, 인공지능을 이용한 최적화까지 모두 수행할 수 있는 그룹 중 한 곳이다. 초저온 냉열설비의 핵심부품인 컴팬더는 고온의 압축기와 극저온(-100℃)의 팽창기가 동축으로 회전한다. 이에 따라 극저온의 팽창기에서 토출되는 유체온도를 효율적으로 낮추기 위해서는 컴팬더 내부의 열차폐가 절대적으로 요구된다. KAITST는 컴팬더 내부의 열차폐 설계 및 냉각시스템 성능분석을 위해 이번 과제에 참여하게 됐다. ■ 이번 과제에
중앙대학교 열 및 물질전달연구실은 주로 전기차용 전력반도체나 모터, 데이터센터와 같은 고방열 전자기기나 레이더, 레이저 등 고성능 방산기기에서의 방열관리 연구를 주로 하고 있다. 이형순 중앙대학교 기계공학부 부교수를 만나 ‘초저온 냉열설비’ R&D 참여배경에 대해 들었다. ■ 과제 참여 배경은 그간 다양한 온도범위에서 대류열전달 특성을 평가하는 연구를 진행해 왔다. 특히 지난 5년동안 극저온 유체를 이용한 대류열전달 열유동 성능측정을 진행한 경험이 있다. 이를 통해 인공지능망 기반 예측모델링을 개발하는 연구도 수행한 경험이 있다. 이번 과제 특성상 초저온 냉열설비를 개발하기 위해서는 초저온 상태에서의 대류열전달 성능을 정확하게 예측하고 측정하는 것이 매우 중요하기 때문에 참여하게 됐다. ■ 기관의 경쟁력은 대부분 연구기간동안 전자기기 방열관리, 다상유동에 연구해 온 경쟁력을 갖고 있다. 이번 연구에서 필요로 하는 초저온 작동유체에서의 열전달을 정확하게 측정하고 모델링할 수 있다. 또한 임베디드 액체냉각을 위해 소자를 직접 설계하고 제작할 수 있는 경험도 가지고 있어 향후 –100℃급 초저온 냉열설비가 개발된다면 적용하게될 고종횡비 식각을 위한 반도
국립 부경대학교는 냉동공조분야에 특화된 연구기관으로 초저온 냉열설비분야에 대한 다양한 연구경험을 가지고 있다. 특히 이번 과제의 연구책임자인 손창효 교수는 친환경 냉매를 적용한 초저온 냉동시스템 및 열교환기의 성능평가에 대한 연구경력을 다수 보유하고 있다. 손창효 교수를 만나 초저온 냉열설비 R&D 참여 배경 및 연구개발 목표에 대해 들어봤다. ■ 이번 과제 참여 배경은 참여기관이 보유하고 있는 친환경 초저온 냉매를 적용한 냉동시스템 및 열교환기 설계기술력을 토대로 많은 기관과 협업을 통해 자연냉매 적용 –100℃급 고효율 초저온 냉열설비시스템의 국산화에 이바지하고자 이번 과제에 참여하게 됐다. ■ 이번 과제 성공을 위한 부경대만의 경쟁력은 부경대는 그동안 냉동공조분야에서 꾸준한 연구를 진행해왔으며 이와 관련된 특허와 노하우를 다수 보유하고 있다. 최근에는 친환경 냉동시스템과 관련된 국가기술개발사업인 △친환경 해수제빙장치 개발 △친환경 지열히트펌프 개발 △액화공기를 이용한 냉방시스템 개발 등을 통해 환경친화적인 냉동공조분야에 대한 기술력을 키우고 있다. ■ 이번 과제에서의 역할은 부경대의 역할은 사이클을 구성하는데 있어 필수적인 요소인 3가지 타입의
한국에너지기술연구원 종합 에너지 전문 연구기관으로서 국가의 에너지안보와 탄소중립 문제를 동시에 해결하기 위한 연구에 앞장서 왔다. 이번 연구에 참여한 에너지변환연구실은 탄소중립사회에서의 열에너지 전기화 기술로 열-열, 열-전기, 전기-열의 효율적 변환의 핵심 기기인 히트펌프, 열-전기 섹터커플링, 카르노배터리기술 연구를 수행하고 있다. 신형기 에너지연 박사를 만나 Air Chiller R&D 참여 배경 및 개발 계획을 들었다. ■ 과제 참여 배경은 에너지연 에너지변환연구실은 2021년부터 공기냉매를 적용한 터보식 냉동기 연구를 수행해 왔다. 자체적으로 냉동시스템과 터보기기를 설계하고 실험장치를 구축해 2024년 현재 국내 최초로 대기 중 공기를 냉매로 적용한 냉동시스템을 개발해 팽창기 토출부 기준 6kW 냉동용량, -60℃ 냉열 생산을 달성했다. 특히 티앤이코리아와 협력을 통해 공기냉매 냉동기 개발에서 가장 난이도가 높은 터보식 컴팬더 시작품을 개발해 공기냉매 냉동기시스템을 구축했다. 특히 자체 설계를 통해 압축기 효율 80% 이상, 팽창기 효율 84% 이상, 운전 회전수 4만7,000RPM의 고효율 고속 소형 터보 컴팬더를 개발했다. 이렇게 쌓아온
한국생산기술연구원은 ‘생산기술분야 산업원천기술 개발 및 실용화, 중소·중견기업 기술지원 및 성과확산 등을 통해 국가산업발전에 기여한다’라는 임무를 가지고 있으며 생산기술 3대 중점 영역인 연구개발과 실용화, 기술지원을 통해 중소·중견기업 육성에 집중하고 있다. 특히 이번 과제에 참여한 생기원 산업에너지연구부문은 에너지기기 고효율화 기술, 유체기계 최적 설계 및 성능평가, 열에너지 저장시스템기술을 연구하고 있다. 이천규 생산기술연구원 박사는 삼성전자 생산기술연구소(現 설비기술연구소)에서 근무한 경험을 바탕으로 반도체 공정에 대한 이해도가 뛰어나다. 이천규 박사를 만나 초저온 냉열설비 개발 계획에 대해 들어봤다. ■ 과제 성공을 위한 생기원의 경쟁력은 생기원은 이번 과제와 유사한 칠러 개발 과제를 다수 수행한 바 있어 반도체 칠러 관련 기술은 충분히 갖추고 있다고 자부한다. 또한 산업에너지연구부문에서는 반도체 칠러와 관련 기술이전도 3건 수행한 바 있어 반도체 칠러기술 상용화에 대한 충분한 기술력이 검증됐다. ■ 주요 연구분야는 생기원에서는 공기냉매–냉각유체 열교환기에 대한 설계 및 시험을 담당한다. 이번 과제에서 개발할 역브레이튼 냉동사이클은 공기를 냉매로 사
한국기계연구원 가상공학연구센터는 음향, 진동충격, 회전기계를 연구하는 3개 팀으로 구성돼 있다. 가상공학연구센터는 해군함선, 풍력발전기, 가스터빈, 발전용 대형 회전축계 등 다양한 산업요소의 기계시스템 특성을 해석하고 설계 및 제어와 관련된 연구개발을 수행하고 있다. 최근에는 기존에 가지고 있던 전통적인 역학분야에서의 강점과 AI, Big data, 디지털화의 융합을 토대로 해 K-Machine을 선도하고자 혁신을 거듭하고 있다. 허균철 기계연구원 가상공학연구센터 박사를 만나 초저온 냉열설비 R&D 성공 경쟁력 등을 들어봤다. ■ 이번 과제 참여 배경은 특히 이번 과제는 자연냉매인 공기를 이용해 -100℃를 구현하는 아주 도전적인 과제다. 여기서 사용되는 핵심 요소기기 컴팬더는 수만rpm으로 회전하는 초고속 회전체다. 연구팀이 가지고 있는 회전기계 전문성과 진동상태감시기술이 이번 과제에 성공적으로 적용함으로써 우리가 나아가야 할 친환경 기계시스템 개발에 도움이 되고자 참여하게 됐다. ■ 그동안 집중해 온 연구분야는 이번 과제의 실무를 담당할 가상공학연구센터 회전기계연구팀은 1993년 발족돼 회전기계를 주제로 관련된 연구를 수행해오고 있다. 다양한 용도
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