박종우 제이앤지 대표가 국내 최초로 지열원 히트펌프의 열원 반송동력을 절감하는 기술개발로 지열시스템분야 국가산업발전에 기여한 공로를 인정받아‘2024 신기술 실용화 촉진대회’ 최고상인 ‘은탑산업훈장’을 수훈하는 영예를 안았다. 특히 박 대표는 공공기관 지열에너지 수주, 시공에 우수조달제품 등으로 다수 공급함으로써 2050 탄소중립 목표 달성에 기여하고 있다.

‘신기술 실용화 촉진대회’는 산업통상자원부 국가기술표준원이 신기술 개발 의욕을 고취하고 신기술 제품의 공공기관 구매 등 판로 확대와 투자지원을 촉진하기 위해 혁신적인 신기술 개발과 사업화, 판로개척 등에 기여한 유공자, 유공단체에게 시상하고 있다.

제이앤지는 신재생에너지 지열에너지시스템 전문기업로 국내외 특허 34건, 국내외 학술지 논문 약20여편을 발표한 기술력으로 2013년과 2018년 2번 우수조달품목으로 등록했다. 2017년과 2022년 신기술인증(NET)을 취득했으며 성능인증, 녹색기술인증, 혁신조달상품인증 등을 획득하며 지열분야 최고 기술력을 보유한 기업으로 평가받고 있다.

또한 지열에너지시스템을 약 100여개 공공기관에 시공한 실적을 보유하고 있으며 약 40여개 기관에 시공 중이다. 시공주요 실적은 한국식품연구원, 노들섬 특화공간 조성사업, 국민연금 지방이전 제2사옥, 익산시 신청사, 기초과학연구원 KAIST 캠퍼스, 가락시장 현대화사업, 헌법재판소 별관청사, 법무부 신축 기록관, 국립소방병원 등이며 우수한 지열시스템 공급으로 에너지절감에 기여하고 있다.

박종우 대표는 매년 매출액의 약 3% 이상을 연구개발에 투자해 지속적으로 지열에너지시스템, 공기순환기, 태양광·열시스템을 개발하고 있으며 2022~2023년 본사 전주시 삼천동에 약 25억원을 투자해 제2공장을 신축해 공기순환기 및 신규 품목 생산 등으로 지역경제 활성화에 도모하고 있다.

특히 2023년 중소벤처기업부의 지역특화산업육성+R&D 연구과제 중 활성탄소섬유 관련 국가과제에 주관기업으로 선정돼 한국탄소산업진흥원과 연구개발과제를 수행하고 있으며 차세대 사업품목으로 개발 중이다.

제이앤지는 지역사회(전라북도) 내 지속적인 공공적인 기업활동으로 대한적십자사 씀씀이가 바른기업18호 등록(2021년 4월), 창립기념일 쌀 나눔활동(삼천동), 소아암 환우돕기 지원, 전주대학교 발전(장학금)기금 등 매년 지역사회 기부활동을 통해 지금까지 약 8,600만원 상당의 공공기부를 해왔다.

또한 지열시스템 공사특성상 각 수주현장의 환경안전에 적극 대응 및 안전관리에 힘쓰고 있으며 무재해 사업장을 위해 끊임없이 안전과 관련된 활동을 수행하고 있다. ISO45001(안전보건경영시스템) 인증을 취득해 체계적이며 지속적인 사업장에서 발생할 수 있는 각종 위험을 사전 예측 및 예방하기 위한 활동을 실시해 최근 3년내 산재율을 0%로 유지하고 있다.

기존 지열시스템 문제점 해결

제이앤지의 지열시스템 핵심기술은 신기술인증(NET)을 획득한 ‘열원 버퍼탱크와 인버터를 적용한 지열원수 유량제어 지열시스템 기술’이다.

기존 지열시스템은 지열히트펌프의 열원측 열매체(약 15% 에탄올수용액)의 입·출구 온도차가 보통 초기 설계 시 약 5℃ 내외로 디자인을 하지만 실제 현장 적용처에서는 건축물의 부하조건이나 환경조건 등에 의해 무계획적으로 변동이 매우 크게 발생하고 있다. 최근에는 용량 가변형(인버터 냉매 압축 방식 등)의 지열히트펌프가 많이 보급되면서 히트펌프 주파수(hz)가 부하에 따라 실시간 변화하게 되는데 지열원펌프는 여기에 비례해 출력을 제대로 추종하지 못하고 있는 실정이다.

실제 현장에서는 지열히트펌프의열원측 입·출구 온도차가 매우 적은 경우가 많아서 많은 열원수 반송동력의 손실이 커서 건물 전력부하의 수요관리에 어려움이 있다.

또한 하절기 지열히트펌프가 정상 냉방운전을 진행하다가 부하측 공기나 물온도가 설정온도 근처에 도달하거나 간헐 냉난방으로 인한 잠시 정지 시 지열히트펌프(냉매압축기)와 지열원펌프는 운전을 정지한다. 이때 지중열교환기를 포함한 열원측 배관 내부 및 지열히트펌프 내부에는 약 30℃ 이상의 열이 방출되지 못하고 그대로 정체 및 잔류하고 있다가 다음 재운전 시에 부하로 작용해 냉방 피크부하를 가중시키는 문제점도 있다.

제이앤지는 기존 지열시스템의 문제점을 가장 효과적으로 해결하기 위해 용량 가변형 펌프시스템을 지열히트펌프의 열원부에 설치해 환경제어를 정밀하게 적용(Ta, Ti, To, ΔT 등 이용)하고 운전을 최적화하는 방향으로 개발했다.

또한 지열시스템의 열원부 잔열제거 부족으로 인해 과부하 문제점을 해결하기 위한 제이앤지의 기술은 냉방운전 시 발생한 약 30℃ 이상인 지열원수의 보유 열량을 설정온도 근처에 도달해 지열히트펌프(냉매압축기)가 정지시 혹은 간헐 냉난방시에도 지열원펌프를 단독적으로 추가 운전해 땅속 온도인 15~20℃ 수준으로 빠르게 제거해준다. 또한 하루 운전이 끝났을 때에도 이러한 운전을 수행해 다음날 효율적인 운전을 위해 미리 열원수의 고열을 충분히 방출해준다.

박종우 대표는 “제이앤지의 기술은 지열원 히트펌프의 인버터 및 버퍼탱크의 유량제어에 의해 열원 반송동력을 절감하는 기술로 히트펌프(냉매압축기) 정지 및 지열히트펌프 저속 운전 시 지열원측이 정상운전 시에 함유한 잔열을 열원버퍼탱크의 잔류열원을 충돌존을 생성시켜 신속히 제거하는 기술”이라며 “땅속 열평형을 효율적(저전력)으로 이루기 위해 지열히트펌프의 열원측에 자동용량가변이 가능한 인버터형 지열원(물)히트펌프를 설치해 자동으로 환경제어를 실시하는 2개의 기술이 조합된 지열시스템기술”이라고 강조했다.