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연재기획

[Kharn·한국에너지공단 공동기획] 에너지절감 앞당기는 고효율기자재 직화흡수식 냉온수기

직화흡수식 냉온수기, 빌딩·사업장 고효율 냉난방

직화흡수식 냉온수기는 도시가스(LNG) 또는 액화석유가스(LPG) 등 가스를 사용하거나 등유, 경유 또는 중유 등 기름을 연소해 냉수 및 온수를 발생시키는 기기다. 한국에너지공단은 고효율에너지기자재 인증품목으로 정격 난방능력 212만 1,000kcal/h(2,476kW), 정격 냉방능력 800usRT(2,814kW) 이하의 제품을 규정하고 있다.

용량에 따라 냉·난방 각각 8군으로 나눠 구분된다. 직화흡수식 냉온수기는 1980년대 후반부터 사이클 개발과 열교환기의 효율향상이 시작돼 꾸준히 성능향상을 이뤄왔다. 현재 널리 적용되고 있는 방식은 냉온수기의 냉방 사이클에서 냉매재생을 고온 재생기 및 저온 재생기의 2단계에서 이뤄지는 2중 효용(Double-effect)의 직렬 또는 병렬흐름 방식이다.


직화흡수식 냉온수기는 고효율이 필요한 중대형 상업용 빌딩의 냉난방을 하는 제품으로 20~30층 이상의 중대형 상업용 빌딩 및 대형제조사업장에서 주로 사용된다.

특히 냉방과 난방운전이 하나의 제품에서 가능하므로 건물 냉난방에 일반적으로 설치되고 있는 터보냉동기와 보일러를 설치할 경우보다 설치공간을 크게 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다.

직화흡수식 냉온수기는 온수생산 시에는 온수보일러와 유사한 성능을 보이나 냉방능력은 제조사의 기술력에 의해 크게 차이가 날 수 있어 시장에 진입한 제품의 최소 성능보장과 제조사 기술개발 촉진을 위해 고효율 인증품목으로 지정됐다.

‘공공기관 에너지이용합리화 추진에 관한 규정’에 따라 각 공공기관에서 연면적 1,000m² 이상의 건축물을 신·증축 또는 냉방설비를 전면 교체할 경우 냉방설비용량의 60% 이상을 전기를 사용하지 않는 냉방방식으로 설치해야 한다.

이에 따라 한국가스공사는 의무화대상으로 포함된 연면적 1,000m² 이상 시설을 제외한 시설에 대해서만 가스냉방 설치 지원장려금을 지급하고 있다.

시장 현황
한국냉동공조산업협회가 발표한 직화흡수식 냉온수기판매현황에 따르면 △2012년 558대 376억4,200만원 △2013년 548대 474억4,600만원 △2014년 590대 365억6,300만원 △2015년 582대 502억9,200만원 등으로 나타나 시장규모는 굴곡은 있지만 커지고 있는 상황이다.


또한 가스공사가 설치장려금을 지원하는 직화흡수식 냉온수기 보급용량 통계에 의하면 △2011년 2만8,955RT △2012년 4만2,103RT △2013년 6만4,541RT △2014년 8만5,325RT로 용량기준 연평균 43.6%씩 성장하고 있다.



인증현황 및 시험조건
직화흡수식 냉온수기는 2003년 최초 고효율에너지기자재로 지정돼 2007년 COP(성능계수) 기준이 1.0에서 1.2로 상향조정됐고 2015년 적용범위가 냉방능력 400RT→800RT, 난방능력 1,060Mcal→2,121Mcal로 조정됐다. 성능 측정방식도 COP에서 IPLV(통합성능계수)로 변경됐다.

인증 기술기준은 냉방능력은 정격 냉방능력의 95% 이상이어야 하고 IPLV는 1.41 이상을 만족해야 한다.

냉방능력 시험조건으로는 냉수 출구온도 7±0.5℃(유량: 정격의 ±5%), 냉각수는 △100% 부하일 때 입구온도 32±0.5℃(유량: 정격의 ±5%) △75% 부하일 때 입구온도 30.3±0.5℃(유량: 정격의 ±5%) △50% 부하일 때 입구온도 28.7±0.5℃(유량: 정격의 ±5%) △25% 부하일 때 입구온도 27±0.5℃(유량: 정격의 ±5%)다.

IPLV의 산출은 능력 100%(운전시간1%), 능력 75%(운전시간 42%), 능력 50%(운전시간 45%), 능력 25%(운전시간 12%)조건으로 0.01A+0.42B+0.45C+0.12D로 산출된다. 여기서 △A=100% 운전에서 성능계수 △B=75% 운전에서 성능계수 △C=50% 운전에서 성능계수 △D=25% 운전에서 성능계수를 도입한다.

에너지공단의 관계자는 “지난 7월24일 고효율신청 홈페이지가 개편돼 앞으로 고효율 신청하는 홈페이지는 시험기관에서 시험성적서를 직접 등록할 것이며 인증서 양식이 변경돼 기존 1장에서 1장+부속서류 3장으로 총 4장의 인증서 양식으로 변경됐다”라며 “기존에 인증을 취득한 업체도 신규 인증서 양식으로 변경되니 참고를 부탁한다”고 설명했다.


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