“IoT 기반 양방향 통신 모듈을 자체기술로 설계 및 제작할 수 있는 

기술력을 보유하고 있으며 이를 활용할 수 있는 히트펌프 등과 같은 

응용장비를 설계 및 제작할 수 있다는 것이 VP코리아의 강점입니다”

1999년 설립된 브이피코리아(주)는 CAE 엔지니어링 연구개발 및 ICT융합 솔루션 연구 개발 전문기업으로 성장해왔다. CAE 엔지니어링부문은 △자동차 △전기전자 △조선 △항공 △중공업 등의 분야에 충돌 안전성, 구조강도, 소음진동(NVH)평가 등 다양한 연구개발 서비스와 함께 PLM 관련 통합 소프트웨어를 공급하고 있다.

ICT융합 솔루션 연구개발 사업에서는 자체 개발한 통계분석 소프트웨어인 NEOTIDEⓇ STAT을 기반으로 통계적 공정관리(SPC), 품질경영정보시스템(QIS) 등 통계 기반 기업 전산통합솔루션 및 제품개발 솔루션을 공급하고 있다. 건물에너지관리시스템(BEMS), 도시에너지관리시스템(CEMS) 등 연구 개발을 통해 xEMS 제품군을 출시해 효율적인 에너지관리에 대한 최적의 솔루션을 제공하고자 노력하고 있다.

또한 ICT 융합 지열과제를 통해 통계적 방법으로 고장을 진단하고 예지할 수 있는 지열에너지관리시스템(GEMS)을 완성하고 출시함으로써 진일보한 에너지관리 솔루션을 확보했다는 평가를 받고 있다.

특히 최근 신재생에너지인 지열을 이용한 스마트 히트펌프 ‘에너지큐브’를 제작하고 KS인증을 취득하는 등 새롭게 에너지관련 사업을 진행하고 있는 전인기 VP코리아 대표를 만나봤다.

■ VP코리아만의 강점은

IoT 기반 양방향 통신 모듈을 자체의 기술로 설계 및 제작을 진행할 수 있는 기술력을 보유하고 있으며 이를 활용할 수 있는 히트펌프 등과 같은 응용장비를 설계 및 제작한다는 것이 다른 기업들과 비교해 큰 강점이라 할 수 있다.

IoT 통신 모듈은 차세대 전송기술을 활용해 데이터 전송시간을 단축했으며 최적화된 데이터 변환기술을 통해 데이터 인식률 및 정확도를 향상시킨 제품이다. 디바이스의 프로토콜(protocol) 및 통신 데이터를 정의해 양방향 상호 연동이 가능한 프로토콜 어댑터(protocol adapter)를 자체 기술로 개발했다.

이를 응용해 △스마트 히트펌프에서 운전상태 데이터 전송 및 원격 제어 시스템 △비콘 기술을 활용한 위치기반 히트펌프 운전상태 확인기술 △외부 장치 연동이 가능한 API 기술 적용 통합 데이터 모니터링 시스템 △IoT 기반 영상인식통신모듈(특허 출원중)을 통한 아날로그 데이터 및 수집되지 않는 디지털 데이터의 획득 장치 등을 개발했다.

■ 그동안 수행한 에너지분야 R&D는

통계분석 전문기업으로 시작했지만 ICT분야와 융합을 이룩하고자 2010년부터 에너지분야에 공격적인 투자를 시작한 후 이듬해 신재생에너지 생산설비를 포함한 분산발전 열원시스템의 최적 설계가 가능한 솔루션을 연구하기 시작했다. 이를 통해 설비별 성능효율 곡선을 통한 최적운전, 초기투자비에 대한 회수 시나리오 분석, 다양한 경제성 분석, 전원 및 열원의 연료가격 변동에 따른 민감도 분석 등이 가능한 시뮬레이션을 개발했다.

이와 함께 에너지의 효율적 이용을 도모하고자 에너지절약 및 효율개선을 위해 에너지소비 현황과 내·외부 환경 변화를 모니터링 할 수 있는 모델기반의 수요예측 분석 및 운전조건의 최적화가 가능한 에너지분석 관리시스템을 꾸준한 연구 끝에 출시하기도 했다.

또한 정부과제 에너지 R&D분야에도 참여해 프랜차이즈시장의 에너지관리 효율을 극대화했으며 에너지소비현황 모니터링 통해 전력낭비를 최소화하고 대기전력을 차단할 수있는 소프트웨어와 IoT기술이 접목된 원격제어·운영이 가능한 하드웨어를 개발했다.

이후 지열에너지분야에서도 다양한 EMS시스템에 연동이 가능한 양방향 API기술 개발 및 통합관제시스템 구축을 위해 지속적으로 R&D에 투자했으며 이를 통해 ICT 융합 지능형 유지·관리 모니터링 시스템 기술을 완성했다.

그리고 차세대 히트펌프인 ‘에너지큐브’ 또한 지열에너지의 최적성능과 효율성을 증대시키고자 끊임없는 기술개발을 통해 탄생시킬 수 있었다.

■ 차세대 히트펌프로 칭한 ‘에너지큐브’는

브이피코리아는 지열을 이용한 냉난방 공급시스템의 핵심설비인 히트펌프(에너지큐브)를 설계·제작했다. ‘에너지큐브’는 저소음, 저진동 및 내구성이 우수한 제품을 만들기 위해 설계단계에서부터 CAE기술을 활용한 스마트 히트펌프다. 3D 설계를 기반으로 NVH 해석을 통해 저진동, 저소음을 갖는 히트펌프 구조를 설계했으며 내구강도해석으로 히트펌프 내구성에 대한 신뢰성을 확보했다.

또한 열화상카메라를 이용해 열교환기 내에서의 열전달특성을 검토해 열교환기 최적선정에 활용했다. 그리고 자제성능분석용 칼로리미터를 구축해 히트펌프가 설치될 수 있는 다양한 환경에 대한 모의시험을 진행했으며 자체 개발된 NEOTIDEⓇ STAT으로 실험계획법을 이용한 최적설계를 진행했다.

다시 말해 ‘에너지큐브’는 IoT를 융합한 스마트 히트펌프다. 히트펌프에서 발생되는 다양한 신호를 무선 송신 및 제어에 사용하기 위해 송수신 통신 모듈을 개발하고 설치했다. 이를 통해 히트펌프에 내장돼 있는 컨트롤러와 연계해 유선(Serial) 출력정보를 Wi-Fi 등으로 출력하도록 할 수 있으며 외부장치(유량계, 전력계 등)도 컨트롤러를 통해 출력정보를 송수신할 수 있도록 함으로써 기존의 히트펌프에서는 확인할 수 없는 히트펌프의 COP(성능계수)를 확인할 수 있다. 즉 사용자가 에너지소비효율을 확인하고 히트펌프시스템 사용을 제어할 수 있도록 한 것이다.

‘에너지큐브’는 데이터 송신의 장애 발생 시 데이터를 일정기간 저장하도록 함으로써 데이터의 연속성을 확보할 수 있도록 했으며 히트펌프에 비콘(블루투스) 기술을 활용해 관리자 및 작업자가 히트펌프에 접근했을 때 비콘의 통신범위내의 히트펌프 운전 상태 확인 및 시설 관리정보를 확인할 수 있는 서비스를 제공함으로써 관리편의성을 제공한다.

또한 히트펌프에서 획득된 운전 상태 데이터, 이상 유무 경고의 알림(문자, 메일, SNS 등) 등에 대한 클라우드 서비스를 제공하며 사용자가 더욱 쉽고 편리하게 유지관리를 할 수 있도록 규칙(Rule) 기반의 히트펌프 진단시스템을 운영하고 있다. 이는 지속적인 사용을 통해 획득된 데이터의 패턴을 인식하고 이를 사용자가 직접 규칙을 작성해 히트펌프 시스템을 운영하도록 하는 것으로 시스템에서 반복적으로 발생되는 등 시스템만의 독특한 특성을 유지관리할 수 있도록 고안된 시스템이다.

특히 획득한 데이터의 통계분석 기법 등을 활용해 발생가능성있는 고장예측·진단기능과 인공지능을 활용한 최적제어시스템 개발 등을 위해 지속적으로 연구개발을 진행하고 있으며 히트펌프의 원격제어기능이 가능토록 해 사용자의 편의성을 높일 계획이다.

■ 국내 지열시장을 평가한다면

국내 지열시장은 신재생에너지원 중 가장 많은 잠재량을 가지고 있으면서도(2010년 신재생에너지백서) RHO시행 지연과 열에너지 공급에 대한 정부 정책 미흡으로 발전이 지체되고 있다.

그러나 공공기관 신재생에너지설비 설치의무화 사업과 RHO제도의 시행은 국내 지열시장이 성장할 수 있는 기반이 될 것으로 생각된다. 특히 2015년 12월 파리협정에 의해 2030년까지 37%의 이산화탄소 배출량을 감소시키기 위해서는 지열시스템에 의한 냉난방 공급 증가가 필요할 것으로 기대돼 지열시장은 향후 안정적으로 성장할 것으로 보고 있다.

■ 신개념 유지관리시스템도 구축했는데

기존의 유지관리시스템에서는 현시스템 장비의 기본 측정데이터 위주로 수집하고 해당 데이터를 보여주는 모니터링 서비스에 한정됐다. 그러나 에너지큐브의 유지관리시스템은 운전패턴, 외기온도 등 다양한 지표를 추가적으로 수집해 표시할 뿐만 아니라 기존 시스템과의 성능 및 절감효과를 비교할 수 있도록 지표분석이 가능하다.

그리고 고급 통계기술과 자체 개발한 알고리즘을 바탕으로 시스템의 이상적인 운전패턴 및 최적 운전방식을 제시해 가장 효율적인 운영이 되도록 성능 진단결과 및 다양한 도표를 제공하고 있다.

또한 시스템에서 자체적으로 발생되는 이상동작, 고장신호 외에 기존의 수집된 데이터 패턴을 분석해 이상징후, 고장발생유무를 사전에 판단할 수 있도록 사용자 룰 관리기능을 지원, 운영을 통해 얻어진 시스템 알람을 직접 관리할 수 있다. SMS/MMS 등 다양한 방식을 통해 알람 발생 여부를 공지 할 수 있는 기능도 포함돼 있다.

이와 함께 Drag&Drop기술을 활용해 마우스만으로 메인 대시보드 화면 구성을 필요에 맞게 재구성하고 나만의 대시보드로 만들 수 있도록 컨텐츠의 추가, 수정, 제거기능을 지원하고 있다. 이러한 유연한 대시보드 기능은 서로 다른 사용자의 기호를 충족하고 사용자별 업무 및 기호에 맞게 필요한 컨텐츠를 메인에 표시할 수 있으며 다수의 사용자가 만족할 수 있는 유지관리시스템이라는 점이 에너지큐브가 자부하는 특징이다.

이외에도 시스템 측면과 사용자 측면을 고려해 눈에 보이지 않는 다수의 기능들이 포함돼 있으니 직접 사용해 보시고 기술을 경험해 보기 바란다.

■ 올해 사업 현황 및 중장기 기업 비전은

지난 10월 ‘에너지큐브’에 대한 KS인증을 취득했다. 이를 위해 2016년 새롭게 출시된 ‘에너지큐브’의 설계 및 성능실험을 진행했으며 IoT를 활용한 양방향 통신 모듈을 개발해 히트펌프에 적용했다. 또한 스마트 원격관리시스템의 클라우드 서비스를 진행하기 위해 플랫폼을 개발·완성했다.

단기적으로는 히트펌프 구성의 다양화를 위해 중소 용량대의 히트펌프를 설계·개발할 예정이다. 중장기적으로는 최근의 이슈가 되고 있는 출수온도가 60℃ 이상인 중온수 히트펌프 개발과 함께 하이브리드 히트펌프(정격과 가변형 압축기 적용)를 개발해 히트펌프 시스템의 운전효율 향상을 달성할 계획이다. 또한 지열히트펌프 시장의 요구사항에 맞춰 대용량(100RT) 히트펌프 개발도 진행할 계획이다.

2013년 기준 국내 지열 시장규모는 약 3,200억~3,500억원이며 지열히트펌프 시장은 700~800억원 수준으로 정체돼 있다. 그러나 신재생에너지의 공급의무 확대와 RHO시행에 따른 건물에너지의 냉난방 및 급탕은 지열에너지가 유일한 대안임을 감안할 때 중장기적 관점에서 지열에너지의 발전가능성이 크다고 판단하고 있다. 이에 따라 VP코리아는 2020년까지 지열히트펌프시장의 10%인 80~90억원의 매출을 기대하고 있으며 2025년에는 국내 최대 히트펌프제조회사로 성장할 것이다