대한병원시설협회(KHFA)가 주최하고 댄포스코리아, 한국그런포스펌프, 이피코리아, 한국하니웰 등이 공동 주관한 ‘제3회 탄소중립을 위한 친환경 병원시설 세미나’가 상연재 서울역점에서 9월6일 개최됐다. ·

 

이번 세미나는 국내 주요 병원 관계자 60여명이 참석했으며 국내 병원시설의 탄소중립 및 탈탄소화 달성을 실현하고 향후 업계의 공동 비전을 제시하기 위해 진행됐다. 이번 행사는 관련기업들이 협력해 상호 연계된 토탈솔루션을 제공함으로써 고객을 만족시킬 수 있는 여러 기술적 대안을 제시할 수 있었다는 점에서 여느 세미나와는 다른 차별성을 보여줬다는 점에서 높은 평가를 받고 있다.

 

 

이경진 대한병원시설협회 부회장은 축사를 통해 “대한병원시설협회는 병원에서 종사하고 있는 모든 엔지니어 수요대비 공급량이 부족하기 때문에 향후 지위나 가치 등이 보다 나아질 것”이라며 “병원 엔지니어들에게 좋은 기회가 올 것이라고 생각하며 이번 세미나를 통해 보다 전문화된 지식과 경험 등을 축적했으면 좋겠다”고 말했다. 

 

박종구 댄포스코리아 대표는 축사를 통해 “댄포스는 업계 최초로 RE100을 선언했으며 Scope3를 실천하고 있다”라며 “오는 2030년까지  운영하고 있는 전 세계 공장에서 넷제로를 달성하는 것이 목표”라고 밝혔다. 이어 “파리협약에서 언급된 상업용 빌딩의 탈탄소화를 이루기 위해 세미나를 공동으로 개최한 파트너사들과 공동 솔루션을 제시할 예정”이라고 덧붙였다. 

 

탈탄소화 달성 솔루션 제시 

김정환 댄포스코리아 이사는 ‘탄소중립 달성을 위한 병원시설’을 주제로 발표했다. 댄포스는 사내 탄소중립을 달성하기 위해 Scope 1, 2 등에서 탄소배출량을 감소함으로써 탈탄소화를 달성하기 위한 노력을 기울이고 있다. 

 

또한 3R(Reduce, Reuse, Resource)에 대한 노력을 기울이고 있는데 3R은 에너지를 절감하고 자원을 재사용하며 신재생에너지 등을 사용함으로써 전기화를 통한 M&A 등을 시행할 수 있도록 하는 것이 댄포스가 추구하는 핵심 전략이다. 

 

탈탄소화를 달성하기 위해서는 온실가스 배출량을 줄여야 흡수량을 줄일 수 있기 때문에 상호간 상관관계가 크다. 이에 따라 댄포스는 2022년 전원부문에서 43%, 난방부문에서 70% 등 온실가스 배출량을 절감함으로써 지속가능성을 이어가기 위한 넷제로를 자체적으로 달성했다. 

 

댄포스는 ESG경영을 실천하기 위해 기후변화, 전기화, 도시화, 식품 및 물 등과 연계된 트렌드를 중심으로 한 전 산업군에 솔루션을 제공하고 있다. 

 

특히 댄포스는 탈탄소화와 탄소중립을 실현하기 위해 하이드로닉 밸런싱과 칠러 플랜트 에너지절감에 집중하고 있다. 하이드로닛 밸런싱은 전 부하 및 부분부하 조건에서 냉난방시스템에 안정적인 유량이 공급될 경우 수배관시스템에서 밸런싱이 이뤄지는 것을 의미한다. 

 

이러한 수배관 밸런싱을 통해 전 부하에서 충분한 냉난방 용량을 제공하는 한편 정밀한 재실온도제어가 가능해 전체 냉난방시스템의 최대효율을 확보할 수 있다. HVAC 냉난방시스템에서 시운전간 수배관 밸런싱은 기본적이며 표준적인 절차에 포함된다. 

 

댄포스 복합밸브를 적용한 다이나믹 수배관 밸런싱은 수배관 내 차압변화로 인한 변유량으로 안정적인 유량을 공급할 수 있다. 댄포스의 복합밸브 구조는 DP 콘트롤러에서 차압변화를 보상하는 안정적인 유량을 공급하며 안정적인 차압 콘트롤‧밸런싱을 자랑한다.

 

복합밸브는 밸런싱 파트와 컨트롤 파트로 분류되는데 밸런싱 파트에서는 시스템을 다이나믹하게 밸런싱 역할을 수행하며 시스템 내 발생하는 동적 압력 변동을 흡수한다. 

 

콘트롤 파트에서는 밸브를 통과하는 유량을 정확하게 조절하며 설정유량은 시스템의 압력 변동에 무관하게 항상 독립적으로 제어된다. 

 

댄포스가 제시하는 빌딩 에너지효율 최적 솔루션은 밸런싱 및 콘트롤 기능을 통합 솔루션으로 구현하는 것을 중심으로 설계유량 계산에 따른 밸브 선정 편의성과 함께 완벽한 밸런싱 및 유량제어, 온도제어 솔루션 등을 통해 실시간 통신 원격 제어 솔루션을 뒷받침한다. 

 

또한 다른 측면에서는 부분부하 및 모든 조건에서의 유연한 밸런싱시스템, 정확한 실내온도 제어 및 높은 ΔT를 유지하는 한편 높은 에너지효율을 제공함으로써 빌딩의 냉난방에너지 사용정보를 제공한다. 

 

댄포스가 구축하고 있는 시스템은 밸런싱 콘트롤 밸브, 차압유량조절밸브, 복합밸브 등 모든 공조시스템을 일체화하고 있다. 

 

칠러 플랜트의 에너지절감을 이뤄내기 위해 펌핑에너지 및 운전비 절감과 함께 에너지절약 운전 등을 통해 운영비용을 줄일 수 있다. 

 

댄포스 복합밸브는 압력 독립형 시스템을 통해 전부하 및 부분부하 조건에서 완벽한 재실온도 제어가 가능하며 IoT기능이 내장된 스마트 구동기를 통해 언제나 원격 접속이 가능하다. 

 

또한 댄포스가 구축하고 있는 다양한 열교환기 포트폴리오 중 가스켓 타입 판형열교환기는 대형사이즈 플레이트 적용이 가능하며 동일한 커넥션 포트 크기 및 열교환기 프레임 너비 기준 다른 플레이트 길이를 적용할 수 있다. 

 

이와 함께 동일 열량에서 단일 패스 솔루션을 적용할 수 있으며 이 솔루션은 멀티 패스에 비해 낭비영역이 작다. 쉽고 용이한 유지보수와 열교환기 사이즈 등을 최적화할 수 있다. 

 

댄포스의 열교환기 플레이트 포트폴리오는 고객사가 요구하는 열 부하에 최적화된 솔루션을 제공할 수 있다. 

 

댄포스는 업계 최초로 AHRI 인증 판형 열교환기를 보유하고 있는데 이는 HVAC 애플리케이션에서 AHRI 표준 400에 따라 설계 및 인증될 수 있다. AHRI LLHE(Liquid to Liquid 열교환기) 인증서는 전 세계 HVAC 장비 품질에 대한 정확하고 공정한 측정을 보장한다.

 

댄포스의 인버터는 에너지절감효과를 극대화할 수 있으며 안정적인 시스템 운영 및 장수명 품질을 보장한다. 고주파 및 각종 전력 노이즈에 대처할 수 있는 최선의 선택으로 DC Reactor 및 Harmonic Filter 기능을 보유하고 있다. 

 

댄포스의 CBM(Condition Based Monitoring) 체계는 적시에 정확한 정보를 제공하는 것으로 상태 모니터링의 경우 고장발생 전에 문제점을 조기 진단할 뿐만 아니라 자원 사용 최적화 및 사전 계획이 가능하다. 

 

또한 계획되지 않은 설비의 휴지시간을 줄일 수 있으며 장비 총 소유비용이 감소한다. 스페어 파트 재고 비용도 감소하는 효과도 가능하다. 

 

댄포스는 상태 모니터링 기능을 최초로 드라이브에 내장함으로써 고정자 권선 모니터링, 진동 모니터링, 부하 안전운용 범위 모니터링 등이 가능하며 프로그래밍 툴에 포함된 전용 커미셔닝 플러그인과 원격 모니터링 DrivePro 서비스를 통한 클라우드 대시보드를 활용할 수 있다.    

     

드라이브 프로 서비스 프로그램은 사용자 중심으로 구성된 프로그램으로 드라이브 수명 주기 단게를 통해 계획, 지원하도록 설계돼 있다. 최적화된 예비 부품 패키지에서 상태 모니터링 솔루션에 이르기까지 비즈니스 목표를 달성하는데 도움되도록 맞춤화돼 있다. 

 

에너지절감 기반 지속가능성 구현 사례 소개 

김성태 한국그런포스펌프 부장은 ‘그런포스의 지속가능성과 솔루션 및 사례 소개’를 주제로 발표했다. 그런포스그룹은 그룹 매출액의 6%를 R&D에 투자하고 있으며 R&D를 통해 연간 1,600만대에 이르는 고효율, 고품질 펌프를 생산하고 있다. 

 

이어 그런포스펌프를 적용한 에너지절감 사례에 앞서 펌프 운전점의 이해와 펌프 에너지 진단을 통한 교체 사례 등이 소개됐다. 

 

펌프 운전점은 시공이 끝난 배관시스템의 필요 양정값에 맞춰 운전하게 되며 설계양정보다 낮은 양정으로 운전한다. 펌프의 운전 양정이 낮으면 과유량, 저효율, 모터 과부하, 기포발생, 소음, 진동 등 캐비테이션 현상 등이 발생할 수 있다. 

 

한국그런포스펌프는 서울의 한 병원에 양수펌프 교체 제안을 통해 초기 구매비용을 명판 사양대비 2,000만원 절감했으며 10년 전력 절감액의 경우 하루 6시간 운전 기준 1.1억원으로 나타났다. 또한 효율, 케비테이션, 모터 과부하 등이 전혀 나타나지 않았다. 

 

또한 부산 롯데호텔에도 양수펌프를 교체함으로써 명판사양 대비 4,000만원을 절감했으며 10년 전력 절감액의 경우 하루 4시간 운전 기준 2억원을 절감할 수 있는 것으로 분석됐다. 

 

서울 소재의 병원에 외부 인버터 제어 펌프 교체 사례도 소개됐다. 명판 양정이 40m, 인버터 45Hz 고정된 실 양정이 20m, 모터 동력이 55kW, 교체 사양이 30kW를 적용했다. 

 

초기 구매비용은 명판 사양대비 펌프 1억4,000만원을 절감했으며 인버터 제어 패널 6,000만원 재구매 비용을 절감하는 한편 인버터 미사용 감안 여유 유량 반영해 기존 290톤에서 380톤까지 유량을 확보할 수 있었다. 인버터 손실율 4% 감안시 전력 상승이 없는 것으로 나타났다. 

 

이와 함께 임펠라 컷팅을 통한 전력 절감 방안도 제시됐다. 임펠라 컷팅과 인터버 고정 Hz 제어 등 변수를 놓고 이러한 변수 중 임펠라 컷팅이 인버터 고정 Hz 제어 보다 절감효과가 컸던 반면 투자비용을 감안할 경우 인버터 고정 Hz 제어가 임펠라 컷팅보다 높아야 투자 비용을 절약할 수 있었다. 

 

한국그런포스펌프는 임펠라 트리밍을 적용한 SK텔레콤 사례를 통해 펌프 교체 시 TRIP으로 인지한 양정 과설계를 임펠라 커팅으로 줄일 수 있었다.      

 

사용성능 기반 최적 운영 제어 방안  

차윤경 한국하니웰 이사는 ‘병원 탄소중립을 위한 최적화 제어방안’을 주제로 세션 발표를 이어갔다. 병원 오퍼레이션은 사용 성능이 중요한데 신축건물은 성능중심 설계를 하지만 운영 중인 병원의 에너지소비는 운영자나 이용자의 사용행태에 따라 달라지며 이에 따른 사용성능 기반 운영 최적화 제어가 필요하다. 

 

병원의 ESG경영을 위한 노력에서 탄소배출량 감축관리방법으로 에너지와 탄소배출량의 점진적인 진행현황 추적이 필요하다. 또한 데이터 기반 의사결정이 필요하며 건물 운영 KPI(Key Performance Indicator), 에너지절감, 탄소배출 절감 등을 보고하는 한편 이용자 만족도를 향상시킬 수 있다. 

 

한국하니웰은 쾌적한 실내환경을 제공하며 에너지, 온실가스 배출 절감 및 실시간 KPI를 관리하기 위해 노력하고 있다. 

 

한국하니웰은 지속가능성을 실천하기 위해 데이터 기반 의사결정을 위한 에너지, 온실가스 배출 Scope1, 2를 가시화하며 운영 KPI를 가시화함으로써 궁극적으로 탄소감축 목표를 달성해 넷제로를 실현한다는 목표다. 

 

한국하니웰이 구축하고 있는 에너지 및 탄소배출 통합관리 대쉬보드는 에너지‧탄소배출 전반에 대한 정보를 대쉬보드 형태로 제공하는 것으로 Scope 1, 2별 탄소배출량을 체크하며 에너지 및 탄소배출 결과를 실시간으로 추적한다. 

 

병원이 위생과 밀접하게 연계돼 있기에 한국하니웰은 실내공기질(IAQ) 관리를 위해 △헬스 빌딩 KPI 모니터링 △뉴노멀 시대 최적 자동제어 △IAQ 복합센서 △에너지 최적화 등을 구현한다.  

 

특히 한국하니웰은 머신러닝 기반의 에너지최적화를 구현하는데 재실유무, IAQ 복합센서, 기상조건, 온도, 습도 등 실시간 데이터를 수집, 분석하며 존별 열원 및 공조설비 자율제어로 최적의 실내환경을 제공한다. 

 

이와 함께 한국하니웰은 ECM(Energy Conservation Measures)를 통해 최대 전력부하에 따른 우선 순위 설비 제어를 통한 전력 피크를 관리하며 계측 센서값에 따른 냉동기 펌프 및 공기조화기 팬 인버더 제어 등으로 최적 HVAC 시스템을 구현함으로써 설비제어 최적화를 선사한다. 

 

스마트 파워시스템도 소개됐다. EV(전기차) Manager의 경우 EV 충전전력을 모니터링해 빌딩 내 전력 피크 부하를 관리할 수 있는 어플리케이션을 통해 피크 부하에 따라 우선 순위 설비를 제어할 수 있다. 

 

Power Manager는 ESS(에너지저장장치) 제어 지시, 태양광 발전량 모니터링, 발전기 시동 지시 등 분산전원 관리가 가능한 어플리케이션이다. 

 

온실가스 배출 저감 흡수식 열원장비 이점 소개  

김태희 LG전자 책임은 ‘흡수식 열원장비 솔루션’을 주제로 발표했다. 가스냉방 등 비전력에너지 사용 설비를 활용함으로써 전력피크를 줄일 수 있으며 발전소 및 송전망 건설을 회피하고 발전부문 온실가스 배출 저감 효과를 거둘 수 있다. 

 

흡수식은 증발기와 흡수기에서 물을 흡수하는 성질이 강한 흡수제를 사용해 열과 물질 이동을 이루며 일정 압력을 유지한다. 냉매로 물을 사용하며 대기압 중에서는 100℃에서 증발하는 특성이 있다. 

 

또한 절대압력 6~7mmHg 정도의 진공상테에서는 4~5℃에서 증발하며 냉매의 증발잠열을 냉수 생산에 이용한다.

 

기본 사이클 시 냉방운전에서는 용액에서 냉매를 가열 분리하고 다시 흡수시킬때의 열 이동 현상을 이용하지만 난방운전에서는 재생기가 보일러와 같은 역할을 수행하며 냉매증기를 통해 온수를 생산한다. 

 

LG의 흡수식 제품은 가스, 스팀, 온수 등 다양한 열원을 적용할 수 있으며 건물 냉난방 피크 전력 감소에 효과가 있다. 

 

대기환경보전법은 대기오염으부터 국민 건강 및 환경의 위해 예방 목적으로 제정됐으며 2020년부터 인허가 대상 대기오염물질 배출시설에 흡수식냉온수기가 포함됐다. 

 

가스냉방 권장 법규인 공공기관 에너지이용 합리화법과 건축물의 설비기준 등에 관한 규칙 등에 따르면 유효 냉방방식은 심야전기를 이용한 축냉식‧가스 등을 활용한 냉방방식이며 집단에너지사업허가를 받은 자로부터 공급되는 집단에너지를 활용한 지역냉방방식으로 규정하고 있다. 

 

병원시설에 전기부하 감소나 열원 이중화 목적으로 흡수식 장비가 설치된 사례가 소개됐다.

 

대구 경북대병원의 경우 여름철 낮시간 요금이 2배 이상이었으며 노후 냉동기 효율 저하로 전기요금이 증가했다. 이에 따라 열원장비로 더보와 흡수식을 함께 사용해 전기부하가 클 경우 흡수식 가동 비율을 높여 전기비용을 절감했으며 노후 냉동기를 고효율 냉동기로 교체해 비용을 줄였다. 

 

의정부 을지대병원의 경우 상시 및 시설운영 안정성을 위한 열원이중화와 에너지다소비시설로 에너지사용량을 최소화할 필요가 있었다. 이에 따라 다양한 열원설비를 적용했으며 야간부하 및 부분부하 시 고효율 운전을 위한 대수제어를 적용했으며 반송동력 절감을 위한 대온도차 제어를 실시했다.