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삼중테크, 하이브리드 흡착식 냉동기 개발

기계硏·생기원·세종대·전북대 참여…상용화 최우선 목표

국내 최초로 3중 효용 가스직화식 흡수식 냉온수기와 저온수 구동 흡착식 냉동기를 개발한 삼중테크가 또 하나의 차세대 미래기술인 ‘하이브리드 흡착식 냉동기’를 개발한다.

우리나라 대표 흡수식 및 공조기 전문기업으로 성장한 삼중테크는 최근 ‘저온 미활용 열원이용 하이브리드 흡착식 냉동기 개발’ 연구개발 과제를 수주하고 본격적인 R&D에 돌입했다고 밝혔다. 연구총괄은 김효상 삼중테크 전무가 맡으며 한국기계연구원(개발책임자 이공훈 박사), 한국생산기술연구원(권오경 박사), 세종대학교(정재동 교수), 전북대학교(박찬우 교수)가 참여한다. 연구기간은 2023년 9월까지다.

상용화·판매 최우선 목표

글로벌 메가트렌드는 국가적으로 신재생열원의 적극적인 활용과 온실가스 저감 및 저온 열원 활용 기술이 필요하고 신규 일차리 창출이 요구되고 있다. 사용자 입장에서는 저가의 시스템구축 비용과 운전비용 절감, 간편한 운전 및 유지보수를 요구하고 있으며 열원 사업자 입장에서는 지역난방온수 하절기 잉여열 수요개발 및 이용 효율 향상, 연료전지, 소각열, 공장배열, 신재생열원 등 시스템효율 향상과 잉여수익 창출에 집중하고 있다.

특히 관련 산업 및 부품업계 입장에서는 하이브리드 냉방기술 및 신제품 확보로 시장을 확대하고 핵심부품 국산화로 국내 및 해외시장 진출을 꾀하고 있다. 하지만 70℃ 수준의 저온열원 국내 활용기술은 기초연구단계이며 해외는 상용화 출시가 이뤄진 Low GWP 냉매이용 국내 기술은 연구개발 단계에 불과한 상황인 만큼 ‘저온 미활용 열원이용 하이브리드 흡착식 냉동기’ 개발이 절실한 상황이다.

특히 독일의 경우 Fahrenheat와 Sortech AG의 경우 15~100kW급 하이브리드 흡착식을 출시했으며 미국의 Power Partners와 PNNL은 Low GWP 냉매 활용 압축시스템을 출시한 데 이어 흡착식 상용화를 준비 중이다. 일본의 Mayekawa와 Union은 실리카겔을 이용한 흡착식을, Mitsubishi plastic은 Mayekawa와 함께 제올라이트를 이용한 30~200RT 중소형 흡착식을 상용화했다. 우리나라는 하이브리드 흡착식 냉동기 연구개발은 전무한 상황이다.

삼중테크의 관계자는 “95℃ 이상의 열원을 사용하는 기존 열구동 냉동기의 한계를 넘어 70℃까지 미활용 저온열원을 활용하기 위해 흡착식 및 전기압축식 시스템을 결합한 하이브리드 냉동시스템을 개발하는 것”이라며 “저부하 시 흡착식 단독운전, 고부하 시 흡착식과 압축식이 동시 구동되는 방식이 될 것”이라고 밝혔다.  



삼중테크는 코팅열교환기 설계 및 공정기술과 유무기 하이브리드 흡착제 최적화 코팅기술 개발 및 70kW급 하이브리드 흡착식 냉동기 설계, 제작 및 성능시험을 담당한다.

참여연구원인 한국기계연구원은 Low GWP 10 이하 냉매 적용 전기 압축식 냉동유닛 설계 및 제작과 압축식 냉동 유닛 최적화를, 한국생산기술연구원은 수분흡착제 합성기술 개발 및 최적화와 Lab. scale 흡착식 실험장치 설계 및 제작을 맡는다.

참여대학인 세종대는 흡착탑 열교환기 해석을 통한 Design Guideline를 제시하고 최적 하이브리드 사이클 선정 및 기초설계를, 전북대는 컴팩트형 응축기와 층발기 설계 및 개발, 캐스케이드 사이클용 판형 응축열교환기 시뮬레이션 및 해석을 담당한다.

삼중테크의 관계자는 “국내 열·전기 냉동기시장은 연 2,500억원, 해외는 연 7,400억원 내외의 시장이 형성돼 있다”라며 “시장의 요구 및 환경, 정책의 전략적 분석, 활용을 통한 상용화 및 판매를 최우선 목표로 하는 기술개발을 수항할 것”이라고 강조했다.