“2011년부터 수건의 특허기술을 창안했으며 중소기업청의 연구개발 비용 보조를 통해 독자기술을 확보, 기존 평범한 수주를 벗어나 독자적인 수주사업을 추진할 수 있었다”
구성이엔드씨는 건축기계설비 기술사인 윤석구 대표가 건축기계설비 설계 및 감리를 위해 기술사사무소로 1995년 설립해 1997년 법인화하면서 에너지분야로 특화된 엔지니어링사업을 영위하고 있다. 주요 사업분야는 설계, 에너지진단, T.A.B 등 에너지관련 용역사업과 태양광 등 신재생에너지설치 전문사업, 일반건축과 건축설비시공, 전기공사 및 소방공사 등 면허를 가진 시공전문기업으로 사업영역을 확대했다.
특히 그동안 기술분야에서 터득한 기술을 종합해 개발하고 보급 중에 있는 통합배관과 관련 제품으로 개발해 국내 특허를 물론 미국, 일본특허를 획득한 직렬형 세대유닛 보급을 위해 사업분야에 제조업을 추가했다.
특히 독일의 흡착식 냉동기 제작기술을 이전 받아 개발한 60℃전후의 온수로 구동되는 ‘저온구동 소형 흡착식 냉온풍기’는 세계 최초로 일체형 구조로 개발, 주목받고 있다. 엔지니어링 전문기업에서 제조사로 탈바꿈하고 있는 윤석구 구성이엔드씨 대표를 만나봤다.
▶그동안 기업을 운영하면서 느낀 점이 있다면
우리 회사는 수년간 에너지절약 컨설팅과 관련한 용역 및 시공영역을 오가며 사업을 해 왔다. 많은 우여곡절 속에서도 생존할 수 있었던 것은 수없는 변화를 통한 적응성이라 할 수 있다. 우리가 익히 알고 있는 기업성장의 최대 덕목은 기업 외부의 환경변화를 선제적으로 예측하고 선택과 집중을 얼마나 잘하느냐다.
그러나 이러한 덕목은 통상적 기술로 시장에서 경쟁해야 하는 절대 다수의 중소기업에겐 덕목이라기보다는 심하게 표현해 패망을 앞당기는 항목이었다. 중소기업에게 기업 환경은 녹록지 못하고 특히 수주환경은 구매자의 욕구에 맞춘 면허나 사업준비가 없다면 저가수주 외엔 경쟁하기 어려운 상황이다. 이에 따라 오래전부터 구매자 환경에 맞춘 사업으로 대응한 것이 생존의 비책이 됐다.
그러나 장기간 제한된 구매자 중심의 사업은 비용을 많이 들게 만들 뿐만 아니라 성장에 제한이 된다는 것을 통감했다. 특히 중소기업 특성상 직원들 복지를 포함한 사회봉사 기회까지 만들며 기업을 성장시키는 것은 더더욱 큰 어려움이라 느끼게 됐다.
▶제조사 변신의 고민도 많았을텐데
수년간 (사)한국에너지진단협회 초대회장 역할을 해왔고 그 과정에서 건축물 특히, 주거용 건축물에서의 에너지절약의 중요성에 대해 어느 누구도 진중하게 요소기술을 고민하지 않는 것을 보며 스스로 무언가 해보길 원했다. 그 곳에 돌파구가 있을지 모른다는 생각에서였다.
그러다보니 2011년부터 수건의 특허기술을 창안했으며 중소기업청의 연구개발 비용 보조를 통해 독자기술을 차례차례 선보이며 자체 제품모델을 바탕으로 기존 평범한 수주를 벗어나 독자적인 사업추진을 고민할 수 있게 됐다.
이미 수년간 실증 과정에서 확인된 난방온수이용 세대급탕유닛개발을 통해 연간 주거에서 사용되는 열에너지의 15% 절약과 7%의 상수도 사용량 감축, 공사비 및 위생성 향상 등 괄목할만한 성과를 거뒀지만 보급확대에는 어려움도 많았다. 특히 중소기업의 개발자로서 입증된 제품을 개발하고도 첩첩의 제도 혹은 제한에 묶여 보급이 늦어지고 이로 인해 기회비용과 사회적비용 증가를 지켜봐야하는 안타까운 시간도 많았다.
이번에 개발한 흡착식 냉온풍기도 그러한 시기를 또 넘겨야 할 것이다. 이 또한 개발자로서 고통스런 과정이 될 것이지만 주변의 많은 협력자와 따뜻한 위로자들로 인해 용기를 얻었던 것처럼 사회에 필요한 역할을 지속할 생각이다.
▶최근 지역난방공사와 특허허여 계약을 체결했는데
우리 회사는 통합배관 관련 4건의 국내특허와 2건의 해외특허, 1건의 PCT를 취득해 등록했다. 2건의 해외특허와 1건의 국내특허를 추가로 심사청구해 현재 심사대기 중에 있다.
이번에 지역난방공사가 보유 중인 특허인 ‘난방과 급탕 사용량에 따라 비례제어가 가능한 지역난방용 3방향 난방급탕 차압조절밸브’와 ‘세대용 급탕열교환기 설비를 구비하는 공동주택 난방급탕통합시스템’의 무상실시권을 허여 받았다. 수건의 자체 특허권 외 지역난방공사의 보유 특허권를 무상으로 허여 받음으로써 통합배관에 관한 최다 특허보유기업으로 지위를 견고히 했으며 다양한 제품개발을 통해 구매자의 선택권을 극대화할 수 있게 됐다.
“통합배관을 적용해 난방과 급탕을 공급한다면 소비자측면에서 연간 3,000~4,000억원 정도의 에너지비용이 절감될 것이다”
▶그동안 통합배관의 필요성에 대해 꾸준히 알려왔는데
기존 지역난방(중앙난방 포함)공급지역에서 사용돼 왔던 난방과 급탕수를 기계실 혹은 열교환실에서 별도로 생성해 4관식 방식으로 각 세대에 공급하던 방식을 기계실 혹은 열교환실에서 난방온수만을 각 세대에 보내고 난방 외의 급탕은 세대에 들어온 난방온수를 이용해 간접가열해 사용하는 방식이 통합배관, 즉 2관식 공급방식이다.
통합배관시스템은 국내 최초로 염창동에 위치한 00타운 아파트에서 4번의 겨울을 넘겨가며 실증됐으며 상업용으로 납품해 설치된 332가구와 부대시설로 구성된 목동 00아파트에선 2번의 겨울을 보냈다. 리모델링으로 진행된 이 현장에서 연간 약15%의 에너지절약과 7%의 물절약 외에도 큰 폭의 전기요금과 약품사용비용이 절감된 효과를 확인했다.
EMS(에너지관리시스템)가 작동된 올해는 더욱 큰 절감이 달성될 것으로 보고 있다. 일반 중앙난방 공급지역을 제외하더라도 전국의 지역난방 아파트에서 이와 같은 통합배관을 적용해 난방과 급탕을 공급한다면 소비자측면에서 연간 3,000~4,000억원 정도의 에너지비용이 절감될 것이다.
▶구성이엔드씨만의 통합배관 특장점은
타사제품도 장점을 가지고 있겠지만 우리 제품은 지역난방공사와 에너지기술연구원의 연구로 진행된 염창동 00아파트에서와 목동 00아파트, 포항의 00아파트에서 수년에 걸친 성공적 검증이 이뤄진 제품이다. PID(비례미적분)제어를 통해 정밀한 온도제어와 온수열원을 이용해 급탕을 가열한 이후 환수되는 온수를 난방배관에 재활용하도록 밸브기능이 아닌 간단한 배관적 결합으로만 구성시킨 초간단 구조의 세계 최초 직렬식 방식을 채택한 제품이다.
이에 따라 난방공급관경을 최소화할 수 있어 차압변을 사용하고 있는 타사제품뿐만 아니라 급탕가열 시 난방온수분배기 메인 인입유량을 차단해야 하는 타사방식에 비해 월등한 특장점을 보유하고 있다. IoT기능을 EMS와 결합함으로써 미터링, 사용량 분석을 포함한 빅테이터를 축적해 소비자에게 지속적인 에너지절약 기법을 전달할 수 있도록 구성됐다. 공용부 난방순환펌프의 인버터제어를 차압이 아닌 실유량값으로 제어함으로써 정확한 펌프운전제어를 구현했으며 더 나아가 공급온수의 온도를 사용형태에 따라 자동 혹은 수동으로 조절할 수 있도록 프로그램과 연계한 솔루션도 제공하고 있다.
▶흡착식 냉온풍기도 개발했는데
일반적으로 저온온수를 열원으로 냉동사이클을 이용하는 기술로 흡수식(absorption)과 흡착식(adsorption) 방법이 있다. 흡착식 냉동기는 흡수식 냉동기와 함께 비프레온화와 폐열이용이라는 관점에서 주목을 받고 있는 냉동방식이다.
그러나 사용환경에 있어서는 흡수식은 작동열원의 온도가 흡착식에 비해 높아야 하고 결정화 가능성으로 희석운전을 포함한 전문가 지원을 받아야 한다. 소음이 크고 진공챔버 내 불응축 가스의 퍼지과정에서 건강에 좋지 않은 물질배출이 빈번한 점 등에서 열병합발전의 난방수를 이용해 전기압축식 에어컨을 대체할 가정용 소형 냉온풍기를 개발할 경우는 흡착식(adsorption) 방법이어야 한다.
고체 흡착제의 냉매 흡탈착 작용을 이용해 냉열을 발생하는 흡착식 냉동장치는 태양열 집열기에서 얻은 온수나 공장폐수, 지역난방온수 등으로부터 얻는 저등급의 열원(예를 들면 50~90℃)을 유효하게 사용해 냉열을 얻는 장치다. 압축기를 사용하는 전기압축 방식의 냉동기보다 가동부분이 적어 전기사용량을 10% 이하로 대폭 줄이는 등 운전경비와 이산화탄소 발생이 적은 장점이 있을 뿐만 아니라 공해문제로 대두되고 있는 프레온을 사용하지 않기 때문에 환경오염문제에 대응해 프레온을 사용하는 냉동시스템의 대체기술로 기대되고 있다.
우리 회사는 중기청의 연구지원을 받아 2년간 세계 초소용량(3~4kW급) 흡착식 냉방기 제어장치와 hydraulic파트를 독일의 진공챔버 제작기술과 결합해 개발했다. 특히 air unit를 일체화시킨 저온 흡착식 냉온풍기(구동온수온도 60℃전후)로 개발함으로써 우리나라 가정 등에서 필요한 제품으로 출시하게 됐다. 얼마 전 한국에너지기술연구원을 통해 COP 0.59~0.62의 냉방효율을 확인받았다.
▶제습식과 비교해 흡착식만의 특장점은
최근 개발되고 있는 가정용 제습식 냉방기는 외기를 꾸준하게 도입하고 흡착제가 붙은 하니컴 등을 통해 흡착해 수분을 제습하고 지역열원(72℃ 이상)을 이용해 흡착제를 재생시켜 가역적으로 가동시키면서 정작 현열의 냉방부하는 기존의 전기압축기를 사용하는 소위 하이브리드형식의 냉방을 수행하는 냉방방식이다. 흡착식 냉온풍기와는 태생부터 다른 기기다.
제습식 냉방기는 다량의 외기를 도입해 실내공기를 치환한다는 점에서 실내공기의 질을 높이는 기능을 가진 특징이 있으나 에너지다소비 형태이면서 기존 전기사용량을 절반정도밖에는 줄이지 못한다. 제습을 위해 많은 온열원을 소진해 대기 중에 방출함으로써 도심 열섬을 부추기며 냉방기 가격 외에 덕트를 설치하는 추가적 비용, 구획된 넓은 설치공간, 큰 운전소음 등이 문제로 지적되고 있다.
그에 비해 흡착식 냉온풍기는 온난화 물질 ZERO, 적은 전기사용량, 낮은 소음 등의 장점뿐만 아니라 필요시 냉각수를 공용배관으로 회수해 히트펌프와 결합운전 할 경우 COP 1 이상의 운전을 구현할 수 있다. 특히 흡착식 냉방기가 소형기기라 해도 COP가 낮지 않다. 중앙식으로 냉수를 공급하는 흡수식 냉방기의 COP가 다소 높다 해도 발생시킨 냉수의 이송과정에서 공용부 배관을 통해 약 20~30%의 열손실이 발생하는 것을 감안하면 실내에서 직접 냉열원을 생산해 사용하는 소형 흡착식 냉온풍기의 실질적 COP는 결코 뒤지지 않는다.
▶향후 사업화 계획은
4년전 통합배관용 세대유닛 보급을 위해 부천에 자사 공장으로 (주)지에스텍을 설립해 운영하고 있다. 이와는 별도로 소형 흡착식 냉온풍기 양산을 위한 준비도 차근차근 해왔다. 수십대의 흡착식 냉온풍기도 판매처가 확보에 적극 나서고 있다.
그러나 흡착식 냉온풍기 판매에 대해서는 당초 계획대비 시기가 1~2년 앞당겨지면서 투자에 대한 부담도 상존하고 있어 현 상황에서는 외부 투자를 받아 별도법인을 출범시킬지에 신중하게 검토하고 있다.
상황에 따라 적극적인 마케팅 시기를 결정해 국내 잠재적 구매처에 보급할 예정이며 완전한 국산화를 위해 흡착제와 진공챔버 개발을 병행, 국산화 100%를 달성하고 글로벌 마케팅을 병행할 계획이다.
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