부하대응에 탁월한 고효율밸브시장에 펌프동력에너지를 63% 절감한 한에너지시스템의 PISV(Pressure Independant Smart Valve: 차압독립형스마트밸브)시스템이 주목받고 있다.
지역난방은 전기와 열을 동시에 생산하는 시스템으로 높은 효율성을 인정받고 있지만 실제 수용가 기계실 시설에서는 과도한 차압에 의한 비효율성이 끊임없이 지적되고 있다. 사용자 기계실에 설치된 PDCV(Pressure Differential Control Valve: 차압유량조절밸브)는 부하가 낮은 경우에도 전 부하상태에서와 같은 차압으로 설정돼 과다한 에너지사용을 유발하고 있다.
PDCV는 공급관과 환수관의 차압범위를 일정하게 유지시킴으로써 동별 압력밸런스를 유지하고 세대 정유량밸브가 작동할 수 있도록 하는 밸브로 한번 설정한 값은 부하에 상관없이 계속 유지된다. 지역난방 2차측(사용자) 설비에서 기계실 운영자가 매시간 난방순환펌프의 차압값을 변경할 수 없으므로 과도한 차압이 유지되고 있는 것이다.
ROI 1.4년
한에너지시스템의 PISV는 변화하는 부하상태에 따라 변동차압으로 제어해 불필요한 손실을 최소화하는 데이터기반의 밸브다.
한국에너지기술평가원과 한국지역난방공사의 지원으로 2019년 5월부터 2021년 12월까지 수행된 ‘에너지효율향상을 위한 세대와 기계실 최적연동 제어시스템 및 세대 사용자앱 개발’ 과제를 통해 서울 상계동의 공동주택 실증시험을 진행했다.
이번 과제로 각 세대의 운용데이터를 근거로 연산할 수 있는 원격서버가 구축되고 이를 작동할 수 있는 PISV용 엑츄에이터가 개발돼 실시간으로 최적 차압값을 계산하고 이를 제어했다.
실증현장에서는 각동의 부하가 10% 정도 되는 경우 기존대비 50%도 미치지 않는 차압값으로 운용할 수 있어 에너지절감에 탁월한 효과가 확인됐다.
실증단지는 인버터펌프가 이미 설치된 현장이며 측정 전 고장품의 수리 및 교체 등을 통해 모든 설비를 정상화했다. 한국에너지기기산업진흥회의 절감률 분석보고서에 따르면 기준연도인 2019년 동력사용량은 6,822.2kWh, 적용 1차연도인 2020년 측정량은 2,524kWh로 절감률 63.1%, 2차연도인 2021년 측정량은 3,016,7kWh로 절감률 55.9%를 기록했다. 난방사용량은 2019년 243.1MWh, 2020년 226.3MWh, 2021년 222.3MWh로 각각 6.9%, 8.6% 절감했다.
한에너지시스템의 관계자는 “PISV를 적용한 385세대 시험현장에서 월간 동력비용 130만원, 난방손실비용 116만원을 절감했으며 동절기 4개월 적용 시 연간 984만원을 절감할 수 있으므로 설비비차액을 1.4년 이내에 회수할 수 있는 에너지절약시스템”이라며 “지역난방에너지를 절감할 수 있음에도 불구하고 난방비 요금고지서에 동력비가 안들어간다는 이유로 한난의 EERS사업으로 인정되지 않고 있어 국가에너지 효율화를 위해 제도개선이 필요한 시점”이라고 밝혔다.
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