수요관리사업 및 신재생에너지 엔지니어링 전문기업 이젠엔지니어링(대표 강한기)은 최근 건물에 설치된 기존 냉난방설비(열원설비) 노후화로 대두되고 있는 문제점 해결사로 나서고 있다.
실제 열원설비 노후화로 극한 상황 시 냉난방을 하지 못하거나 대안으로 임시 열원기기를 사용해 관리비 및 운영비가 증가하는 등의 문제점이 지속적으로 발생하고 있다. 이에 따라 이젠엔지니어링은 이러한 문제들을 해결하고자 현장 진단을 통한 최적의 개보수 설계 및 시공을 통해 실제 운영비 절감 효과를 이뤄내고 있어 주목받고 있다.
센트럴시티 개보수 진행
센트럴시티(서울 서초구 소재)는 흡수식냉동기와 터보냉동기 등을 이용해 냉난방을 하는 현장이다. 이젠엔지니어링은 냉난방설비 개선사업 일환으로 현재 센트럴시티에서 운영되고 있는 열원설비를 총체적으로 진단하고 대안으로 최적의 개보수 설계를 통해 시스템안정성뿐만 아니라 연간 운전비 절감을 이루는데 초점을 뒀다. 이번 현장의 냉난방설비 진단 결과, 총 9,500USRt 용량이 설치가 돼 있지만 실제 필요부하대비 150% 이상 과설계된 현장으로 확인됐다.
현장에 적용된 시스템은 빙축열시스템으로 심야시간(23:00~09:00)에 축열조 내부에 얼음을 얼려뒀다가 주간에 해빙시켜 냉방을 수행할 수 있는 시스템이다. 피크부하는 6,000USRt로 ‘축·방냉펌프를 분리한 에너지절약형 빙축열시스템’(특허등록번호 30-0671670)을 적용해 시스템을 구축했다. 이로써 일반 빙축열시스템과 비교해 시스템이 간단해 운영이 용이해졌다.
일반적인 빙축열시스템이 브라인펌프로 축냉 및 방냉을 같이 이용하는 반면 센트럴시트에 적용된 축·방냉펌프를 분리한 빙축열시스템은 축냉과 방냉을 구분함으로써 시스템운영 로직이 간단해 졌다.
또한 기존 빙축열시스템이 브라인펌프 운전 시 3-way 밸브를 사용하고 냉동기측과 열교환기 측에 각각 3-way 밸브를 설치해 운전 흐름을 제어하는 반면 현장에 적용된 빙축열시스템은 2-way 밸브 1대만 설치해 운전 흐름을 제어해 기존 빙축열시스템보다 설비가 간단하다.
특히 축냉과 방냉으로 나눠진 빙축열시스템은 기존 빙축열시스템보다 방냉 시 소비되는 펌프 동력이 작아 운전비를 줄일 수 있어 약 20%의 에너지절감 효과를 기대할 수 있다. 또한 실제 현장에 설치된 방냉펌프는 인버터로 제어돼 부하 측 사용량에 따라 펌프의 운전량을 조절하도록 해 에너지절감량을 더욱 높였다.
센트럴시티에 설치된 시스템을 검증하기 위해 기존 각 배관의 온도만 측정하는 방식에서 축냉과 방냉측에 열량계를 설치해 축열 열량 및 사용 열량에 대한 정보가 육안으로 확인할 수 있도록 모니터링시스템을 동시 구축했다. 설치완료 후, 건물의 시설운영팀에서만 모니터링되는 기존방식에서 벗어나 전문가가 직접 원격으로 현장의 운전현황에 대한 모니터링이 가능해졌다. 이는 현장에서 문제가 발생 시 빠른 대처가 가능할 뿐만 아니라 시스템운영이 제대로 되도록 하며 운전비의 절감이 가능해 진다.
준공 후 냉방시즌을 기점으로 개선전과 개선후의 운전비를 비교해 봤다. 운전비 절감에 대한 개런티를 하는 조건에서 공사가 진행됐으며 실제 연간 약 9억8,000만원 정도의 운전비가 절감됐다. 이 운전비는 준공 후 2016년 냉방시기(5~11월)의 전기요금 데이터를 기준으로 작성됐으며 비교대상은 2015년 동일 월의 전기 및 가스요금을 기준으로 확인했다.
개선 공사 전 흡수식 냉동기와 터보냉동기를 사용해 냉방을 했을 경우와 비교해 개선 공사 후 빙축열시스템을 적용했을 경우 센트럴시티의 연간 운전비는 기존 대비 60% 절감효과를 낸 것으로 확인됐다.
지난해 시공현장인 센트럴시티의 경우 원격관리시스템을 적용해 최적의 시스템 운전이 가능했으며 운전비면에서 60% 절감효과를 얻을 수 있었다. 실제 환경적 측면에서 탄소배출량이 30% 감소되는 것으로 확인됐다.
이젠엔지니어링의 관계자는 “개보수 특성상 작업 여건 및 현장 파악이 매우 중요하다”라며 “설계 시 공사적인 사항까지 동시에 확인이 돼야 하므로 전문적 기술이 많이 필요하다”고 밝혔다.
개보수시장에 대한 중요성을 인식하고 있는 이젠엔지니어링은 시간이 더 소요되더라도 더 나은 시스템운영이 가능하도록 최적의 설계를 진행 중에 있으며 기술개발에 더 노력하고 있다.
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