지열냉난방시스템의 핵심이라고 할 수 있는 지중열교환기 안정화에 집중하고 있는 지지케이(회장 안근묵)는 개방형 지열시스템에서 기존 지중열교환기가 안고 있는 부실 문제를 해소하기 위해 지하수 순환설비가 최적화된 맞춤형 지중열교환기 설치기술을 개발하고 시공성·효율성·경제성 등의 측면에서 우수성을 입증받아 지열분야에서는 국내 최초로 건설신기술(제772호)로 지정받았다.
국가 R&D 정책연구과제를 수행하고 ‘성공’ 판정을 거쳐 탄생한 지지케이 건설신기술은 ‘LH공사 우수신기술(제품) 선정’과 함께 국방부 및 인천도시공사 시범적용 신기술로 선정됐다. 이밖에도 공공기관 및 광역지자체에서 운영하고 있는 ‘신기술 플랫폼’에 등재돼 폭넓게 활용되고 있다.
특히 ‘건설기술진흥법’에서 신기술의 설계반영을 의무화하고 있다. 서울특별시와 충청북도 등에서도 ‘건설신기술 활용촉진에 관한 조례’를 제정하고 ‘설계반영의무’ 규정과 ‘업무담당자 면책’ 규정을 마련함으로써 대구광역시, 경주시, 청주시, 화성시, 횡성군, 전북대학교, 전남대학교, 순천대학교, 대전지방국세청, 행정중심복합도시건설청 등 지자체 및 공공기관에 도입되는 지열시스템에 건설신기술이 적용돼 수의계약을 체결하는 등 기술의 우수성을 인정받고 있다.
신기술 보급을 확대하기 위해 지난해 대성히트펌프, 티이엔 등 지열전문기업과 신기술사용협약을 체결했으며 최근에는 중소벤처기업부로부터 성능인증제품으로 지정돼 기술력을 다시 한번 인정받았다.
신기술 개발의 주역인 안근묵 회장은 “지지케이가 보유하고 있는 건설신기술은 개방형 지열냉난방시스템의 지속가능한 성능효율을 담보하기 위해 개발된 지중열교환기 안정화 기술”이라며 “지열분야에서만 50건 이상의 발명특허를 보유하고 있는 우리 회사가 오로지 지중열교환기 안정화에 매달리는 이유는 지중열교환기 안정화가 지열냉난방시스템의 수명과 성능효율을 좌우하기 때문”이라고 강조했다.
지중열교환기, 고도화·안정화 시급
지중열을 열원으로 하는 지열냉난방시스템은 크게 지상설비인 지열히트펌프와 지중에 설치되는 지증열교환기로 구성된다. 둘 중에 어느 한쪽이라도 문제가 생기면 시스템 전체가 무용지물이 될 수밖에 없다.
그러나 지금까지 많은 현장에 도입된 지열냉난방시스템의 내용을 살펴보면 지상설비인 지열히트펌프 등은 이미 대기업에서 제조·생산하는 제품으로 성능이 우수하고 안정화된 반면에 영세한 중소기업에 의해 현장에서 설치되고 있는 지중열교환기는 잘못된 설계와 부실시공 등으로 처음부터 성능효율이 떨어지고 급기야는 가동이 중단되는 사례가 빈번히 발생해 지열시스템 운영에 어려움이 되고 있다.
더 큰 문제는 땅속에 설치된 지중열교환기에서 문제가 발생한 경우에 수리나 재생정비가 어렵거나 불가능하다. 그렇기 때문에 결국 지열냉난방시스템의 성능이 담보되기 위해서는 지중열교환기 설치기술의 고도화·안정화가 무엇보다 시급한 과제라는 결론에 이르게 되는 것이다.
핵심기술은 ‘순환설비가 최적화된 지중열교환기’ 구축
지지케이가 보유한 건설신기술의 핵심은 PVC Pipe가 없는 나공상태의 지열우물공에 지하수 순환설비가 최적화된 지중열교환기를 구축하는 것이다. 이를 통해 지중열교환기 안정화 측면에서는 500m 깊이의 굴착구간에 100회 이상의 PVC Pipe 연결·설치작업을 해야만 했던 기존 지중열교환기의 시공난이도를 크게 개선하는 한편, 설치자재의 변형·파손 등 하자발생 요인을 근본적으로 해소했다.
또한 지중열교환기 효율 향상 측면에서는 지열히트펌프를 통과한 지하수가 다시 지열우물공의 바닥부로 환수된 후에는 기존 기술대비 순환용적이 1.7배 확장된 공간에서 1.6배 더 많은 시간을 가지고 상향 순환하는 ‘Bottom-Up 열교환하는 방식’으로 지하수 순환경로가 개선됨에 따라 지열시스템 성능효율이 18% 이상 향상되는 것으로 확인됐다.
특히 지중열교환기에서 고장이 발생하는 경우 점검 확인 또는 재생정비가 불가능하거나 어려움을 안고 있던 기존 지중열교환기와는 달리 신기술이 적용된 지중열교환기는 내부설비 이상 시 인발은 물론 재생정비가 용이한 구조로 돼 있어 지중열교환기의 기능적 수명 연장과 유지관리 편리성을 확보했다.
안근묵 회장은 “얼마나 큰 시설을 얼마나 많이 하느냐가 중요한 것이 아니라 얼마나 좋은 시설을 만들어낼 수 있느냐가 더 중요하게 인식돼야 한다”라며 “지열시스템시장의 미래는 지중열교환기 안정화에 달렸다는 확신을 가지고 지지케이는 오로지 지중열교환기 안정화 기술개발에 집중할 것”이라고 강조했다.
지지케이의 건설신기술은 농심 아산공장(120RT), 한국자산관리공사 경기사옥(130RT), 행정중심복합도시건설청 복합민원센터(280RT), 나라키움정책연수원(400RT), 대전지방국세청 신청사(380RT), 동대구 벤처밸리 신축(400RT), 강원연구원(190RT) 등 23개 건물에 적용됐다.
‘실용화기술 집중개발’을 기술경영 목표로 삼고 있는 지지케이는 지난 2016년부터 삼육대학교를 테스트베드로 진행하고 있는 국가 R&D 신기술촉진과제를 성공적으로 마무리해 오는 5월경 제2의 건설신기술 지정을 신청할 계획이다.
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