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지멘스, 냉동공조 최적화 솔루션 ‘Demand Flow’

높은 에너지비용 고민 해결…온실가스 저감 탁월


독일에 본사를 두고 혁신적인 기술력을 바탕으로 최첨단 제품과 솔루션 및 서비스에 앞장서는 지멘스는 대형건물 및 공장과 같은 산업용 건물에 적용되는 냉동공조 최적화 솔루션을 제공함으로써 기업들의 에너지비용 고민을 속시원히 해결하고 있다.

지멘스는 1847년에 설립된 이래 친환경 기술에 대한 지속적인 연구개발과 글로벌 경험을 바탕으로 빌딩의 쾌적성을 보장하면서 냉방설비 및 공조시스템을 최적화시켜주는 디맨드 플로우(Demand Flow) 솔루션을 개발했다.

현재 대형건물 및 공장과 같은 산업용 건물은 건물의 온도를 낮추기 위해 냉동공조시스템을 통해 중앙에서 차가운 공기를 만들어 열교환 방식으로 건물의 온도를 낮추고 있다. 냉방을 위한 냉수생산은 전기 혹은 가스를 열원으로 하기 때문에 많은 에너지사용이 불가피한 상황이다. 이에 따라 냉방에 필요한 에너지효율 관리의 중요성은 나날이 증가하고 있다. 

지멘스의 디맨드 플로우는 중앙냉방 플랜트 설비를 위한 에너지 및 운영비를 절감시켜 주는 고유한 솔루션으로 냉방설비의 효율을 높여 사용기업들에는 에너지 절감효과를 제공하며 범지구적으로 문제가 되고 있는 온실가스 배출량 저감에도 큰 기여를 하고 있다.


냉수·공조시스템 최적제어
디멘드 플로우 시스템은 냉수계통(DF CHW)과 공조계통(DF VAV) 등 두 가지의 솔루션으로 구성된다. 

Chilled Water System Optimization(DF CHW, 냉수 시스템 최적제어)는 터보 타입 또는 스크류 타입의 냉동기를 가동하는 중앙집중식 냉방시스템에서 탁월한 에너지절감 효과를 제공한다. 지멘스 디멘드 플로우 컨트롤 패널은 특허 등록된 가변압력곡선로직(VPCL: Variable Pressure Curve Logic)을 포함하고 있으며 냉방계통에 안정적으로 최적화된 열원을 공급할 수 있도록 시스템을 제어한다. 

디맨드 플로우는 실행 전과 후의 전체 에너지사용량에 대한 보다 정확한 검증을 위해 각 서브 시스템을 포함한 모든 냉동기계통의 운영정보 및 에너지사용량을 측정 및 검증한다. 전체 냉방계통의 ‘시퀀스(sequence) 제어 알고리즘’을 핵심으로 하며 이를 위해 냉수 및 냉각수 순환 펌프와 냉각탑 팬에 인버터를 설치함으로써 가변적인 유량체계로 변환시킨다. 

지멘스는 전 세계에 약 225개의 사이트에 디멘드 플로우 솔루션을 설치해 운영하고 있으며 약 10~40%의 에너지절감을 달성하고 있다. 브랜드에 상관없이 모든 냉동기에 적용 가능하며 어떤 자동제어 시스템과도 호환이 가능하다는 것이 강점이다.

VAV System Optimization(DF VAV, VAV 시스템 최적제어)는 변풍량 방식의 공조시스템을 최적화해 전통적인 VAV 정압 제어방식대비 약 20~50%의 공조에너지 및 운영비용을 절감하는 동시에 시스템과 에너지효율성의 극대화를 가능하게 해 주는 컨트롤 솔루션이다. 이 솔루션은 미국을 비롯한 세계 각국의 다양한 시설에 설치돼 사용자들의 비용절감에 기여하고 있다. DF VAV는 공조 시스템의 성능과 신뢰도를 향상시킬 뿐 아니라 공조 설비의 내구연한도 연장시켜 준다.



웹 기반의 에너지 및 설비성능 모니터링 솔루션인 Navigator는 고객의 빌딩의 성능을 최적화하고 디멘드 플로우 솔루션 실행을 강화시켜주는 클라우드 기반의 데이터 관리 플랫폼이다. Navigator를 설치하면 고객은 개선안을 추적하고 향상시킴으로써 냉난방공조 시스템의 에너지 사용현황 및 성능정보를 지속적으로 모니터링 할 수 있다. 이 플랫폼은 사용자 편의성을 고려해 현장설치가 가능하고 고객의 에너지, 지속성, 시스템 성능 목표달성을 이끌고 있다.

에너지소비 최대 40%까지 줄여
지멘스 디맨드 플로우는 현재 미국 및 아시아, 중동지역 등을 중심으로 약 225개 현장에서 설치돼 운영되고 있으며 에너지절감 측면뿐 아니라 냉동설비의 안정적인 운영 측면에서도 이미 그 성능이 입증됐다. 지멘스 디맨드 플로우를 통해 병원, 카지노, 박물관, 데이터센터를 포함한 수많은 대형건물이 에너지사용을 최대 40%까지 줄이고 있다. 

지멘스는 냉방 플랜트 에너지효율 개선 및 성과보증을 위해 △중앙감시 및 통합 제어반(Desigo CC) △DF 컨트롤러 △에너지모니터링 시스템(Navigator) △주파수변환장치(VFDs) △고정밀 온도 및 압력 검출 센서 등을 제공, 설치 및 운영한다. 

국내에서는 2013년 최초로 이 솔루션을 도입해 성과보증방식을 통한 에너지효율 개선사업을 추진하고 있으며 현재 대형 백화점, 호텔, 병원, 산업시설(플랜트) 등에 폭넓게 적용되고 있다. 국내 최초로 도입된 산업시설(플랜트)에서는 연간 약 31.2%의 에너지절감 효과가 나타나 그 안정성과 성능을 인정받고 있다.

또한 지난 6월16일 인천대학교와 ‘친환경 스마트 캠퍼스 구축을 위한 양해각서’를 체결한 지멘스는 인천대 송도캠퍼스의 건물 및 지원설비의 에너지운용과 관리 실태를 진단하고 스마트 캠퍼스 구축을 위한 전체 로드맵을 제시할 예정이다. 특히 디멘드 플로우 솔루션 적용을 통해 인천대는 에너지 효율개선을 통한 비용절감 및 전력수급 안정화를 실현하고 온실가스 감축목표도 초과 달성할 것으로 예상된다. 

해외에서는 미국 리서치 트라이앵글 파크에 위치한 IBM의 자사 연구센터의 냉동기를 교체하지 않고도 냉방설비의 효율을 높여주는 지멘스 디맨드 플로우를 적용해 연간 전기사용량을 27%가량 절감하고 단 2년 만에 투자비용을 모두 회수한 바 있다.