한양대학교 ERICA는 산업용 히트펌프 종합시스템의 COP성능시험 및 안전운전 표준제정에 참여 중이다. 특히 MVR(Mechanical Vapor Recompression) 증기재압축기 성능, 시스템 단체표준, KS, ISO 표준화 관련 연구 등을 추진하고 있다.
표준화 연구 활동을 통해 기술 실용화와 확산을 촉진하고 있는 임병직 한양대 ERICA 산학협력단 교수를 만나봤다.
❙ 칠벤타 참관배경은
산업용 고온스팀히트펌프기술의 국제적 표준화와 시장확장 방안을 모색하고자 참관했다. 칠벤타 참관을 통해 해외기술 특징과 개발방향, 인증기관 및 절차 등을 파악해 표준에 반영함으로써 국내기술의 우수성을 입증하고 글로벌시장에서 입지를 강화할 계획이다.
❙ 주목할 만한 히트펌프 제품은
여러 산업용 히트펌프 제조사가 최신기술을 선보였다. 주로 에너지효율, 지속가능성, 자연냉매(CO₂, R290, NH₃ 등)를 사용하는 점이 주목을 끌었다.
Heaten은 화석연료기반 열원을 대체해 탈탄소화를 지원하는 산업용 고온히트펌프를 출품했다. HeatBooster VHTHP는 초고온히트펌프(very high temperature heat pump)로 일반적인 히트펌프보다 훨씬 높은 온도에서 사용이 가능한 장치다. 200°C 이상 온도까지 물을 가열할 수 있으며 주로 스팀생산, 고온 공정 등 산업용 공정에서 사용된다.
COP(성능계수)는 상황에 따라 2.4~4.7까지 달성하며 고온에서도 높은 에너지효율을 유지할 수 있다. 대형 피스톤압축기를 사용한 것이 특징으로 최대 50MWth까지 열출력이 가능하다. 히트펌프설계는 1MW에서 최대 8MW까지 범위를 지원한다. 높은 내구성과 효율을 지녔으며 20~100%의 부하범위에서 평탄한 효율곡선을 유지한다. 여러 고온공정을 필요로 하는 산업에서 매우 효과적으로 활용이 가능할 것으로 보인다.
Enex Technologies는 CO₂와 R290(프로판)을 냉매로 사용하는 히트펌프를 전시했다. 고효율과 저탄소 배출을 강조했으며 CO₂ 랙시스템은 컴팩트한 설치, 에너지절감과 환경영향을 최소화하는 특징을 가지고 있다.
CO₂기반 히트펌프는 고온에서 뛰어난 에너지효율을 제공해 산업용 공정에서 필요한 고온열원(스팀 등)을 효과적으로 생산할 수 있다. 또한 모듈형설계로 다양한 산업 및 상업용도에 맞춰 유연하게 설치 및 확장이 가능하다.
R290히트펌프는 작은 설치공간에서도 효율적으로 작동할 수 있도록 설계돼 상업용 및 산업용 응용분야에서 활용도가 높다. 고성능이며 뛰어난 내구성을 가지고 있어 극한 온도와 부식환경에서도 안정적으로 작동한다.
❙ 국내 히트펌프시장이 나아가야 할 방안은
국내기업도 글로벌 환경규제 강화에 대응하기 위해 Low GWP 냉매기술로의 전환을 가속화해야 한다. 특히 산업용 히트펌프와 냉동공조시스템에서 Low GWP 냉매 적용이 늘어나야 한다.
또한 AI기반 예측 유지보수 및 실시간 모니터링솔루션도 눈에 띄었다. 냉동공조시스템 성능을 최적화하며 에너지절감을 극대화하기 위해 디지털화는 필수적이다.
이와 함께 해외시장 진출을 위해 국내 냉동공조 및 히트펌프기업은 글로벌기업과 협력관계를 구축하며 최신기술을 이전받아 경쟁력을 강화해야 한다. 유럽이나 북미시장에서 요구되는 환경기준을 충족하는 제품을 개발하기 위해 글로벌기업과 협력 및 R&D 확대가 필요하다. 이를 통해 기술수준을 국제적으로 향상시키며 시장점유율을 확대해야 한다.
