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삼중테크 ‘3중 효용 흡수식’, 혁신제품 지정

COP 1.65·IPLV 1.75 달성…국내 최초·세계 최고
가스소비량·CO₂배출 절감 효과, 탄소중립 실현

삼중테크의 ‘3중 효용 직화흡수식 냉온수기’ 가 산업통상자원부가 선정하는 혁신제품으로 지정됐다. 용량은 △65RT △80RT △100RT △120RT △150RT 등 5종이다. 

혁신제품제도는 산업기술혁신 우수 중소기업이 개발한 기술혁신 제품의 초기 시장 진입 및 조달연계 활성화를 지원하기위해 지정하는 제도다. 산업통상자원부의 산업기술혁신사업을 통해 개발한 기술을 사업화한 제품 중 기술의 혁신성이 인정되는 제품을 ‘우수연구개발 혁신제품’으로 지정하고 있다. 

우수연구개발 혁신제품은 ‘국가를 당사자로 하는 계약’에서 수의계약 대상이 되며 각 기관의 구매자는 구매면책을 통해 보호(조달사업에 관한 법률 제27조)받을 수 있다. 혁신제품으로 지정 후 3년동안 수의계약이 가능하다. 

3중 효용 흡수식은 가스의 연소열을 3번 이용해 시스템효율 향상 및 에너지절감을 극대화한 초고효율 흡수식 냉온수기로 국내 최초 개발 및 세계 최고효율을 달성한 제품이다. 삼중테크는 국가연구개발사업 중 에너지수요관리핵심기술개발사업 과제인 ‘냉방능력 200RT급 3중 효용 가스직화식 흡수식 냉동기 개발’을 통해 2015년 12월부터 2019년 11월까지 48개월간 약 80억원의 개발비를 투자했다.  

삼중테크는 범용화돼 있는 2중 효용 흡수식 냉동기의 시스템효율 한계를 극복하기 위해 흡수식 냉동기의 이론상 최고효율을 달성할 수 있는 3중 효용 흡수식 냉동기를 세계 최고 수준의 효율로 국내 최초로 개발했다.



3중 효용 흡수식은 고온(200℃ 이상), 고압(2bar.g 내외)의 운전환경에서 가스열량을 이용하기 위해 재생기를 1개 더 추가한 열원구동 냉난방기기로 주요 핵심기술인 △고온·고압형 고온재생기 △3중 효용 고효율 사이클 △부식억제기술 △고양정 흡수액 펌프 △고효율 판형열교환기 △열원기 최적화 제어기술 △부품 고효율화 및 컴팩트화 기술 등이 적용됐다. 

이를 통해 시스템효율을 COP 1.30에서 COP 1.65로 27%, 시스템 부분부하 효율(IPLV)을 1.42에서 1.75로 23% 향상시켰다. 가스소모량(150RT 기준)은 33.7N㎥/h에서 26.4N㎥/h로 22%를, 탄소배출량은 2중 효용 흡수식대비 22%를, 냉각수 순환량은 2중 효용 흡수식대비 10%(전력요금 15%) 절감을 이뤄냈다. 이처럼 핵심기술 적용 및 최적화 설계를 통한 시제품 제작 및 실험 평가, 상용화를 위한 장기성능평가 수행으로 신뢰성과 안정성을 확보했다. 

3중 효용 흡수식은 주로 오피스 건물, 관공서, 마트, 터미널, 경기장, 쇼핑센터, 병원 등 중앙공조 건물 냉난방용, 공정용 폐열 스팀이용 냉방, 가스냉방 설치 의무화(연면적 1,000㎡ 이상 건축물의 냉방부하 60% 이상), 고효율 에너지기자재로 등급관리 등이 필요한 곳에서 사용할 수 있다.

삼중테크의 관계자는 “연구수행에서 시작품 및 여러 시제품들을 제작 및 실험, 평가하는 과정을 거쳐 최종 시제품을 제작, 실험, 장기성능 평가 후 상용화 단계에 도달했다”라며 “3중 효용 흡수식은 연구수행 결과인 최종 시제품을 기반으로 품질개선, 가격경쟁력 향상, 사용자 편의성 증대를 위한 추가 기술개발을 수행해 상용화 모델 확대 및 제품 LINE-UP을 진행하고 있다”고 밝혔다. 

탄소중립 방안, 3중 효용 흡수식 

지구온난화로 인해 전 세계적으로 지구 평균온도 상승을 1.5℃ 이내로 억제하기 위해 노력하고 있으며 우리나라도 2050 탄소중립정책으로 온실가스 배출 감축에 집중하고 있다. 

온실가스 배출을 감축하기 위해서는 고효율 제품 확대 및 에너지사용량 절감이 반드시 필요하다. 시스템효율 향상으로 에너지 사용량 및 탄소배출량 절감이 극대화된 3중 효용 직화흡수식 냉온수기가 가장 좋은 해결방안이 될 수 있다. 특히 고효율 및 친환경 제품 선호는 세계적인 트렌드로 가스직화식 흡수식의 경쟁력 제고 및 전력피크 해소 등 국가의 균형적인 에너지 수급차원에서 3중 효용 흡수식으로의 전환은 시급하다.

국내에 범용화된 2중 효용 직화흡수식 냉온수기(150RT급, COP 1.0~1.3)를 3중 효용 직화흡수식 냉온수기(COP 1.65)로 대체 시 가스절감량 5.9~14.3 toe/y, 탄소배출 절감량 3.4~8.3tC/y, CO₂배출 절감량 12.5~30.3tCO₂/y으로 약 22~40%에 육박하는 에너지소비량과 탄소배출량을 획기적으로 절감할 수 있다. 이로써 정부의 주요 정책인 2050 탄소중립정책에 가장 부합하는 제품으로 탄소중립에 기여할 수 있다.



삼중테크의 관계자는 “국내 범용화된 흡수식 냉동기는 2중 효용 제품으로 사이클 향상 및 각종 열회수기 채용 등 다양한 성능향상 기술이 적용됐으나 이론적인 효율 한계에 도달했다”라며 “특히 저가경쟁으로 인한 가격인하 압박으로 효율개선과 신제품 개발 여력이 없이 정체된 실정인 반면 해외 선진기업들은 국내보다 10여년 앞서 3중 효용 흡수식을 개발 및 보급하고 있는 실정”이라고 지적했다. 

또한 에너지원으로 도시가스를 이용해 전기식대비 전력소모가 약 1/10 수준으로 국가적인 에너지절감과 에너지수급 차원에서 매우 효율적인 방안으로 평가받고 있으며 친환경 냉매인 물을 사용해 오존층을 보호, 지구온난화 예방에도 기여하는 제품이다.

삼중테크의 관계자는 “CFC계, HFC계 냉매를 사용하지 않고 냉매를 물로 사용하므로 오존층 파괴를 일으키지 않는다”라며 “시스템효율 향상으로 가스소모량이 절감돼 탄소배출량 등 대기오염 물질이 줄어 사회적 비용이 증가되고 있는 대기환경 개선 효과도 충분하다”고 강조했다.

기술·가격경쟁력 확보, 수출 집중

중대형 모델 라인업 확장 및 3중 효용 스팀 흡수식 개발을 추진하고 있는 삼중테크는 가스냉방 보조금을 효율 등급에 따라 차등 지원토록 유도하는 등 각종 정부지원정책의 제도개선을 건의해 조기에 3중 효용 흡수식이 활성화될 수 있도록 적극 나설 계획이다. 이와 함께 원가절감 및 품질 향상을 통한 제품경쟁력 강화를 추진하며 세계 가스흡수식시장의 대부분을 차지하는 아시아 및 중동을 중심으로 해외시장을 개척에 적극 나설 방침이다.

또한 지속적으로 국내외 시장에 대한 전시회 및 세미나 참여와 홍보에 투자하며 양산화 설비 보완 및 대형 모델 제작이 가능한 전용 생산설비에 투자를 확대할 계획이다. 

삼중테크의 관계자는 “국내 최초로 개발한 3중 효용 흡수식은 세계 최고 효율인 COP 1.65를 달성해 해외 경쟁사인 일본 가와사키 3중 효용 제품의 COP 1.6을 상회하는 성능을 자랑한다”라며 “가와사키사의 경우 2중 효용 제품대비 200%의 가격으로 판매하고 있어 높은 가격이 대량보급에 걸림돌로 작용하고 있으나 삼중테크는 국산화 개발을 통해 2중 효용 제품대비 150% 이하로 상용화 개발해 경쟁사대비 기술 및 가격경쟁력도 확보했다”고 강조했다. 

이 관계자는 “국내뿐만 아니라 가스가 풍부한 중동시장에서도 고효율 제품을 선호하고 있어 해외수출의 가능성이 높아 흡수식 관련 산업의 동반성장이 가능하다”라며 “2중 효용에서 정체되고 있는 흡수식 관련업체들의 기술개발 능력을 향상시켜 흡수식 히트펌프 등 관련기술의 시장에도 대응할 수 있으며 일본, 인도 등 해외 3중 효용 제조사로의 시장 개척도 가능하다”고 밝혔다.