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설비공학회 동계학술대회 '성료'

기계설비 미래 방향성·기술 교류…열E 중요성 대두
일반세션·특별세션 등 총 145편 학술논문 발표



대한설비공학회(회장 강용태)는 11월18일 한국과학기술원회관에서 ‘건강하고 지속가능한 사회를 위한 설비기술’을 주제로 ‘2022 동계학술발표대회 및 정기총회’를 개최했다. 

올해로 설립 51회째인 설비공학회는 이번 동계학술발표대회에서 일반세션 111편과 특별세션 9개분야 10세션 34편을 포함해 총 145편의 학술논문이 발표됐다.

일반세션은 △냉동·열펌프 △재생열에너지 △열전달촉진 △열교환기 △환기·공기청정1 △환기·공기청정2 △친환경 건물 △에너지절약 △에너지저장·전기차 △그린리모델링 △신재생융합 △에너지·시뮬레이션1 △에너지·시뮬레이션2 △흡수·흡착식 △신제품·신기술 △외피·창호 △안전·배관 △계측·제어 등을 비롯해 특별세션으로 △미래성장특별위원회 △공조&냉난방수배관1 △공조&냉난방수배관2 △특별세션: 유원엔지니어링 △특별세션: 한국토지주택공사 △특별세션: 국제에너지기구 △열펌프전문 △여성설비위원회 △특별세션: 한일엠이씨·최상홍인재상 등이 진행됐다.

또한 △테스토코리아 △PPI PIPE 등이 후원기업으로 참여해 전시부스를 마련하고 제품·서비스·솔루션 등을 홍보했다.

강용태 회장은 환영사를 통해 “대한설비공학회는 올해 대한기계설비단체총연합회 회장직을 맡게 돼 설비 얼라이언스의 리더단체로서 더욱더 큰 역할을 하고 있다”라며 “이러한 시기와 함께 코로나19의 어려운 상황 속에서 냉난방공조, 환기, 공기청정, 냉동 등 다양한 분야에서 코로나19 위기극복과 탄소중립사회 실현을 위해 누구보다도 그 역할을 잘 수행해왔다고 자부한다”고 말했다.

이어 “현재 기계설비법이 시행 중이지만 아직 전문인력이 충분히 수급되지 않은 실정으로 전문 후속세대 양성을 위해 학회 역할의 중요성이 대두되고 있다”라며 “기계설비 전문인력과 후속세대 양성을 위한 저변확대에 힘쓰고 산업과 학문이 함께 발전하는 설비중심 사회를 만들기 위해 총력을 다하겠다”고 밝혔다.

최준영 동계학술발표대회 조직위원장은 “1971년 설립돼 올해 51주년을 맞이하는 설비공학회는 회원 수 9,500여명과 230여 기업 및 단체가 함께하는 공학분야의 대표적인 학회로 자리잡았다”라며 “국내 설비분야에서는 역사, 규모, 인지도 등 최고의 학회로 자리잡고 있으며 국제적으로도 Global HVAC Summit 참여 등 위상을 높여 설비산업 발전에 기여하고 있다”고 말했다.

이어 “건물분야·기계설비분야의 기술혁신으로 우리의 삶을 보다 안전하고 평안하게 지속해나가는 것이 학회목표이자 사명”이라며 “이번 학술대회에서도 이러한 사명을 다하기 위해 의미있는 많은 연구결과가 발표돼 산·학·연 기계설비 전문가들의 심도있는 교류의 장이 됐다”고 밝혔다.

연결·재생 기반 열에너지 기술개발
이번 동계학술대회 초청강연은 박상진 한국기계연구원(KIMM) 원장의 ‘열에너지의 미래’를 주제로 진행됐다.

KIMM은 △산업부문 열에너지 R&D △건물부문 열에너지 R&D △전환부문 열에너지 R&D 등 열에너지분야에서 탄소중립 방안을 달성하기 위한 R&D을 수행하고 있다.

산업부문 열에너지 R&D는 열에너지 공급 전기화와 고온 히트펌프 등을 진행하고 있다.  화석연료를 사용하지 않는 열에너지 생산은 물론 화석연료 수준 또는 그 이상의 고온을 생성할 수 있는 시스템을  개발하는 것이 목표다.

산업용 고온 히트펌프 연구분야에서는 다양한 선행연구가 진행돼왔다. 2018년까지 고온부 온도 120℃, 열공급량 300kW, R245fa 냉매 적용 등을 목표로 스크류 압축기 및 무급유 터보압축기 등이 개발됐다. 그러나 냉매로 인한 온실가스 배출이 문제가 되자 Low GWP 냉매를 적용한 히트펌프와 소량 냉매사용 히트펌프 개발 등 후속연구를 이어나가고 있다.

2023년부터 2028년까지 ‘화석연료 대체를 위한 300℃급 고온 히트펌프시스템 개발’도 예정돼 있다. KIMM은 산업공정 열에너지의 탈탄소화를 목적으로 300℃급 고온 히트펌프를 개발하고 300kWh급 히트펌프 열저장시스템 연계기술을 확보해 향후 수MWh급 산업공정열 공급기반을 마련할 계획이다. 

이를 바탕으로 △300℃급 고온 히트펌프 사이클 설계 및 시스템 통합기술 △300℃ 이상 고온 고체 열저장기술 △300℃급 고온용 터보기기 개발 등을 확보해 열생산설비의 전기화에 사용하는 전기의 재생전력 비중에 따라 무탄소 또는 저탄소 공급이 가능할 전망이다.

건물부문 열에너지 R&D는 차세대 냉난방기술 개발(알키미스트 프로젝트)과 친환경 신냉매 국산화 및 적용시스템 개발로 구성됐다. 알키미스트 프로젝트는 COP 10 이상 혁신적인 냉난방시스템 개발이 목표로 기존 에너지 다소비형 증기압축식 사이클을 이용하지 않고 전기화학적 압축기와 화학흡착식 히트펌프를 이용한 냉난방시스템기술을 개발·구축할 예정이다.

친환경 신냉매 국산화 및 적용시스템 개발은 GWP가 10 미만이며 A2L급 혼합냉매 기반 친환경 냉매 적용 히트펌프 개발을 목표로 하고 있다. 이는 제조기술과 양산화를 포함해 산업계 전반에 적용할 수 있으며 친환경 냉매관련 LCCP, 열전달 물성, 안전성, 적합성, Drop-in 평가 등 데이터베이스를 확보할 계획이다.

또한 A2L급 친환경 냉매의 가연성, 독성을 평가해 안전규격을 제·개정할 예정이다. 이를 바탕으로 친환경 냉매·대체냉매 적용 VRF시스템, 대체냉매 적용 요소기기(열교환기 등)를 개발하고 최적화한다.

전환부문 열에너지 R&D는 초고온 열에너지·대용량 액체공기에너지 저장기술에 초점이 맞춰져 있다. 용융염을 이용한 초고온 열저장시스템은 집광형 태양열발전(CSP) 플랜트 산업 및 산업 폐열의 고온 열에너지를 효율적으로 저장하기 위해 550℃급 초고온 열저장시스템을 개발해 용융염을 이용한 단일축열조로 경제성 향상을 목표로 한다. 

대용량·장수명·장주기 액체공기 에너지저장시스템은 태양광, 풍력 등 재생에너지에서 발생하는 잉여전력으로 공기를 액화상태로 저장해 수용에 따라 전기를 공급하거나 청정공기를 제공하는 기술이다. 이는 핵심기계(터보팽창기, 극저온 콜드박스)에 대한 설계완료를 목표로 하고 있으며 현재 2년차 연구가 진행 중이다.

KIMM은 열에너지 기술개발과 함께 활용확대 전략인 ‘양방향 열에너지 네트워크 구축’을 제시했다. 양방향 열에너지 네트워크 구축은 주거·상업·공장건물의 열부하를 연결해 네트워크 열원을 직접 이용하거나 잉여열을 네트워크로 공급하는 최적화 기술이다. 다만 네트워크 구축을 위해 재생에너지 섹터커플링 연계, 장주기 대용량 열저장기술, 다중열원 히트펌프 개발, 미활용 열에너지 회수 등 많은 기술개발이 필요한 실정이다.

박상진 원장은 “미래 열에너지의 키워드는 연결과 재생으로 개별적인 조건보다는 통합적인 관점에서 에너지생태계를 만드는 것이 필요하다”고 강조했다.



이번 동계학술대회 말미에 개최된 제51회 정기총회에서는 △2022년도 학회상 시상 △2021년도 결산 △2022년 회무보고 △2022년 감사보고 2022년도 가결산 △2023년도 사업계획 및 예산안 등이 보고·상정됐다.

특히 올해 학회상에서 윤린 한밭대 교수가 ‘높은 환산압력 조건에서 R1234ze(E)의 관내측 응축 현상 연구’로 학술상을 수상했으며 사용철 LG전자 박사가 시스템 에어컨분야에서 탁월한 기술적 성과와 학회와의 유기적인 협력 등 기계설비분야의 기술발전에 기여한 공로로 기술상을 수상했다. 또한 아시아 학술상에는 권용일 신한대 교수가, IJACR 우수논문상에는 박윤철 제주대 교수가 수상의 영예를 안았다. 

이어 스파이렉스상에는 오근환 주성이엔지와 김병열 우원엠앤이가 선정됐으며 최상홍 인재상에는 △학술상: 나선익 한국에너지기술연구원 박사 △기술상: 김성현 성지공조기술 대표 △기술상: 양경삼 삼양발브종합메이커 대표 △선진공학자상: 김동규 중앙대 교수 등이 수상했다.




삼양발브상은 △이기진 두산건설 차장 △이정호 DL이앤씨 파트너리더 등이 수상했으며 △학송상에는 홍희기 경희대 교수 △에너지기술상에는 윤인규 신성엔지니어링 전무 △박용한 기술상에는 조남희 포스코건설 부장△여성설비인상에는 남궁은 대한기계설비건설협회 부장 등이 선정되는 영예를 안았다.



이날 공로패는 강병하 50주년 기념식 조직위원장, 한화택 50년사 및 화보집 발간 편찬위원장이 받았으며 감사패는 전임회장을 역임한 김민수 서울대 교수에게 수여됐다. 우수기업 회원사로는 △계룡건설산업 △그렉스 △스피폭스 △신성이엔지 등이 활동성과를 인정받았다.

우수지회, 부문·상설·전문위원회는 △호남지회(지회장 이상호) △플랜트부문위원회(위원장 이홍철) △기술기준위원회(위원장 심윤희) △복사냉난방전문위원회(여명석) 등이 선정됐다.




명예회원으로 △변운섭 우원이엠이 대표 △이동락 융도엔지니어링 사장 △이수연 한일엠이씨 사장 △이용우 대진텍 대표 △이용호 유한대 교수 △조춘식 삼인이에스 대표 등이 추대됐으며  SAREK FELLOW로 김영일 서울과기대 교수가 추대되는 영예를 안았다. 한송상에는 김태성 성균관대 교수가 받았다.