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에코에너다임·휴마스터, 휴미컨 개발·출시

고효율 데시컨트 냉방환기시스템 시대 연다

데시컨트 냉방기술은 이미 효용성이 입증된 열병합발전의 운전율 확대를 통한 온실가스 감축효과 극대화와 열병합발전의 세계적인 보급 확대 요건을 제공함으로써 전지구적 수준의 온실가스 감축에 기여할 수 있는 ‘비장의 무기’로 평가받고 있다. 

특히 데시컨트 냉방기술로 하절기 냉방기 가동에 의한 전력수급 불균형 문제도 해결할 수 있어 선진국을 중심으로 기술개발이 활발하게 이뤄지고 있다.

왜? 데시컨트 냉방기술인가

우리나라의 기후가 점점 온대에서 아열대로 변화하면서 냉방시스템의 변화가 요구되고 있으며 건축물의 단열기준이 점차 강화되면서 부하패턴 변화에 따라 기기 선정 및 운영방법 변화도 요구되고 있다. 



또한 패시브주택, 제로에너지빌딩 등 저에너지 건축물이 증가함에 따라 현열부하 감소로 잠열부하 비중 증가와 이에 따른 부하처리가 기존의 방식으로는 힘들어지거나 불가능한 경우도 발생하고 있다. 

또한 열병합발전소가 증가되고 있으나 계절적 요인 때문에 온열원 생산량의 사용율은 40%에 그치고 있으며 여름철 중온수 흡수식 냉동기를 통해 지역냉난방의 부하편차를 극복하기 위해 노력하고 있으나 한계에 직면해 있다.

이에 대응하기 위한 냉방시스템으로 온실가스 감축 및 에너지절약 관점에서 우수한 제습냉방환기시스템이 대안으로 제시되고 있으며 국내 여러 기업들이 제습환기기스템 개발에 뛰어들었다.

이중 에코에너다임(대표 이현종)과 휴마스터(대표 이대영)가 최근 개발, 출시한 쾌적한 실내환경을 위한 고효율 데시컨트 냉방환기시스템인 ‘휴미컨(Humicon)’이 주목받고 있다. 

휴미컨, 데시컨트냉방 신시장 연다

휴미컨(Humicon)은 습도(Humidity)와 조화기(Conditioner)의 합성어로 습도를 조절하는 장치라는 뜻의 브랜드다. 

휴마스터의 관계자는 “제습기로 명명되는 일반적인 기기들과는 작동원리와 적용기술이 다르고 냉각기술에 기반한 에어컨(Air-con.)과도 그 대상과 용도가 구분되기에 신개념의 차별화된 명칭이 필요하다고 생각돼 고안했다”라며 “휴미컨은 제습, 열회수환기, 탈취, 청정, 냉방 등의 기능을 모두 수행할 수 있으며 용도에 따라 선택적으로 그 기능을 취할 수 있다”고 밝혔다.

이 관계자는 “휴미컨은 데시컨트 제습원리에 기반을 두고 있으나 기존 제습제인 실리카겔(silical gel)이나 제올라이트(zeolite)의 한계를 극복한 초흡습성고분자(SDP: Super desiccant Polymer) 개발과 실용화가 국내기술로 완성되면서 성능, 효율, 기능, 구조 등의 면에서 월등한 시스템을 구축할 수 있게 됐다”라며 “휴미컨이 기존 제품과 차별성을 갖고 쾌적한 실내환경을 조성할 데시컨트냉방이라는 새로운 시장을 여는 제품이 될 것”이라고 강조했다. 

환기에너지 회수효율의 필요성이 증대됨에 따라 휴미컨은 기존 전열교환제습환기장치가 갖고 있는 구조적, 소재적 한계를 극복했다. 잠열교환효율이 낮은 기존 방식은 겨울철 70% 이상, 여름철 45% 이상일 때 고효율인증을 획득할 수 있었으나 휴미컨은 겨울철은 79%, 여름철은 71.5%의 열교환효율로 인증을 획득했다.



이처럼 겨울철과 여름철의 열교환효율이 동일하게 나타나는 것은 로터리형 열회수소자방식의 뛰어난 특성이며 기존의 로터리방식이 누기에 의한 열효율 상승효과였다면 휴미컨은 열교환소재와 셀의 높은 효율과 기밀에서 높은 열효율을 보장하고 있다. 

제습성능은 저에너지주택의 현열비(SHF)가 0.6~0.7 이하로 떨어지는 환경에서는 냉각제습만으로는 온도와 습도를 모두 만족할 수 없다. 현열비가 감소함에 따라 과냉이 발생해 COP가 30% 이상 감소하거나 현열비가 ADP선과 만나는 점이 형성되지 않아 제습이 안되는 경우도 발생하게 된다. 

휴미컨은 외기와 실내공기가 혼합된 점에서 엔탈피선을 따라 내려오는 감습가열의 반응하므로써 냉각에 필요한 에너지를 훨씬 적게 사용한다. 휴미컨의 제습성능은 150CMH의 경우 22L/d이며 소비전력 317W로 제습효율 2.89L/kWh에 이른다. 이는 15L/d급의 에너지효율 1등급 제습효율 1.78L/kWh대비 162%의 효율로 지난 2017년 NET인증도 획득했다.

휴미컨의 핵심기술은 바로 ‘고분자 제습 소재’다. KIST에서 개발된 SDP는 2010년 국내 특허 및 2011년 미국 특허 등록, 2014년 특허청 특허기술상 및 2017년 환경부 녹색기술인증을 수상해 이미 기술적 성능은 인정받았다.

특히 SDP는 실리카겔 등 기존 제습제보다 흡습성이 4~5배 큰 세계 최고 수준으로 제습과 재생 반복성은 10만회 반복시험을 통해 우수성을 인정받았으며 인체 무해(인체유해성 평가 실시)하고 고분자 소재이어서 생산, 가공, 성형이 용이하다.

고분자 제습소재는 제습성능 외에도 탈취, 항균, 항곰팡이 성능도 갖고 있어기존의 제습소재대비 뛰어난 위생환경성도 강점이다. 



에코에너다임의 관계자는 “휴미컨은 사계절 내내 일정하고 높은 제습성능을 발휘, 여름철과 겨울철의 열회수환기 전열효율이 동일하게 70% 이상, 냉각식 대비 저소음, 낮은 방열, 내부에 세균이 서식할 수 없는 구조 등의 장점을 가지고 있어 기능면에서 국내 유일한 제습환기장치”라고 강조했다. 

고온다습하거나 저온다습한 환경, 저에너지주택이나 지하공간 등 현열비가 작은 건축물의 냉난방은 휴미컨의 제습만으로 불쾌적 범위가 연간 370시간 이상에서 3시간 정도로 감소시킬 수 이다. 여기에 증발냉각기술을 접목한 데시컨트 냉방 혹은 복사냉난방을 통해 적은 양의 냉방운전만 보완해 주면 쾌적하고 친환경적인 실내환경을 조성할 수 있다.
 
에코에너다임의 관계자는 “우리나라의 냉난방환경에서 B2B, B2C, 산업용에 이르기까지 광범위하게 적용될 수 있으며 나아가 온대, 아열대기후를 가지는 동남아, 중부아프리카, 중남미 등의 시장이 잠재적인 휴미컨의 시장으로 매우 큰 확장성을 가진다”라며 “복사냉난방이 확산돼 있는 유럽이나 미국 등에도 휴미컨을 공급할 수 있도록 꾸준히 노력할 것”이라고 강조했다.