팬모터 전문기업인 탑에어는 2004년 창립 이래 AC‧BLDC모터 및 제어기, EC모터를 꾸준히 개발해 국내 열회수형 환기장치(전열교환기) 및 주방후드시장을 선도하고 있다. 전열교환기 및 주방후드에 적용되는 팬모터 60% 이상을 점유하는 것으로 추산되며 공기청정기, 항온항습기, 송풍기 등 국내 공조 및 공기가전분야에서 자체개발한 BLDC 및 EC모터 적용처를 확대하고 있다. 현재도 꾸준한 개발투자로 40W~3.7kW 이상 다채로운 용량대 모터를 라인업으로 갖췄다.

이승수 탑에어 대표를 만나 국산 EC모터 데이터센터(DC)시장 적용가능성과 FWU(Fan Wall Unit) EC모터 주안점에 대해 들었다.

 

■ 탑에어를 소개하면
탑에어는 2005년 국내 최초로 EC팬모터를 자체개발해 현재까지 공급하고 있어 국내 EC팬 시장확대에 가장 큰 역할을 담당했다고 자부한다. 현재 EC팬모터를 생산하고 있는 국내기업 중 가장 많은 종류의 EC팬모터를 보유하고 있으며 EC모터 핵심기술인 모터 드라이버 및 파워부를 직접 설계‧제작하는 국내 유일한 기업이다.

탑에어는 고객을 위해 최선의 노력을 다하는 기업으로서 항상 긍정적인 마인드로 21세기 그린경영의 표본을 보여주고자 노력하고 있다. 임직원들은 각 분야 최고 전문가로 구성돼있으며 주기적인 정보교류 및 연구를 통해 업계 최고제품을 만들고 있다.

2004년 로터타입 AC모터 개발, 아웃로터(Out Rotor)타입 및 이너(Inner)타입 BLDC모터를 개발했으며 2005년 EC모터 및 각 모터별 팬을 개발했다. 2006년 국내에서 처음으로 80~2,500CMH용 BLDC팬을 개발했으며 최근까지 홈네트워크 기반 멀티시스템, 월풀욕조형 BLDC모터, 천장카세트형 FCU, 485통신 활용 실외기모터, 200CMH용 고효율 송풍기 등 개발을 완료해 양산하고 있다.

인증사례도 △한국산업기술진흥협회(KOITA) 연구개발전담부서인증 △고효율인증 및 ISO인증 △녹색인증 △이노비즈(Inno-Biz)인증 △CCC(China Compulsory Certification) 등 다수 확보했으며 국책과제도 △저소음‧고효율 시로코송풍기 △스큐착지를 이용한 송풍기 전용 BLDC 개발 △3kW BLDC모터 개발 등을 진행해 성공적으로 마무리한 기술력을 갖추고 있다.
 
■ FWU 핵심요소로서 EC팬모터는
최근 DC냉각시스템으로 각광받고 있는 방식은 FWU 및 프리쿨링 냉동기와의 조합이다. 외부공기를 유입해 냉각하는 방식은 국내 환경에서 에너지를 절약할 수 있는 가장 좋은 방법이다.

사계절이 뚜렷한 국내에서 외기도입을 통한 냉각시스템은 탄소중립을 위한 관점에서 보더라도 핵심적인 사안이다. 계절에 따라 팬제어가 필요한 FWU는 EC모터 및 인버터제어 적용이 필수조건이다.
     

■ FWU EC팬모터 주안점은
FWU에 적용할 수 있는 팬모터제품은 EC팬 및 인버터제어가 최적이다. EC모터와 인버터는 제어 시 △제어효율 △제어보드 냉각방식 △그룹제어 시 각 로컬제어 등 차이가 발생한다.

EC모터 핵심기술은 모터 드라이버 및 파워부 설계능력과 신뢰성에 대한 검증 부분이다. EC모터 최대 약점은 부품 수가 많아 신뢰성이 확보되지 않거나 품질문제가 발생할 수 있다는 점이다. 분석능력을 자체 보유하지 않으면 이러한 문제가 발생했을 때 해결에 한계성이 발생한다.

FWU에서 EC모터를 적용할 때 필터차압에 따른 유량감소를 어떻게 극복할지 방법을 고안해야 하며 이러한 부분에 기술력과 노하우를 확보했는지가 신뢰성 검증에 중요한 부분이다. 바로 이 지점이 국산팬 대신 글로벌기업들의 외산제품을 선호하는 이유다.

이러한 신뢰성이 확보됐다면 에너지절약 차원에서 기존 송풍기 한 대를 인버터제어하는 것보다 다수 EC팬을 이용해 제어하는 것이 20~30% 에너지효율이 향상된다는 다수 연구결과가 있는 만큼 EC팬 사용은 앞으로 더욱 보편화될 것으로 확신한다.

또한 FWU시장 확대에 가장 문제가 되는 점은 외기도입 시 먼지를 걸러내는 역할을 담당하는 필터라고 판단한다. 필터차압이 증가하고 있으며 외기오염에 따라 필터교체주기도 짧아질 뿐만 아니라 초기 차압대비 필터차압 증가속도도 빠르다. 이러한 문제점에 대한 해결방안이 마련돼야 시장확대가 가능할 것이다.

탑에어는 FWU에 EC팬 적용 시 필터차압에 따른 유량감소 부분과 필터교체 타이밍에 대한 특허 및 기술력을 이미 개발해 특허 및 제품을 보유하고 있어 경쟁력이 있다.

 

 

■ FWU EC팬모터 라인업은
탑에어는 40W부터 3.7kW까지 EC모터 라인업을 구축하고 있다. 이는 국내에서 가장 많은 모터 및 팬 기종을 보유한 것이다. 또한 FWU용 5.5kW 모터를 R&D를 통해 2025년까지 개발을 완료할 계획이다.

앞으로 FWU 적용 시 가장 큰 문제로 대두될 점은 필터 차압관리일 것으로 예상한다. 외부공기를 도입한 냉각방식이 활성화되고 있으므로 외기에 포함된 다양한 크기의 불순물입자를 걸러내려면 차압이 큰 필터사용이 필수적이다.

이에 더해 점차 대기환경 오염이 심각해지고 있으므로 필터수명은 갈수록 짧아질 것이며 유지비용이 증대되는 문제가 발생하게 된다. 이에 따라 필터교체 주기를 잘 판단해야 한다.

또한 필터교체 전까지 발생되는 유량감소 부분의 해결방안 연구필요성도 대두되고 있다. 차압이 큰 필터사용과 함께 외기오염도 증가에 따른 차압증가 속도 역시 빨라질 것이다. 이러한 두 가지 문제가 해결된다면 FWU시장 저변 확대는 확실시된다.

탑에어는 국내 최초 EC팬모터 개발기업으로서 다양한 현장에서 확보한 데이터를 바탕으로 현장 및 주변환경 여건에 따라 필터차압을 고려한 최적효율로 가동하는 EC팬모터 기술력을 갖추고 있다.

 

■ EC팬모터 활성화를 위해 제언한다면
탄소중립을 위한 에너지절감문제 해결에 가장 확실한 방법은 고효율제품을 위한 지원정책 마련이다. 고효율제품은 통상 초기 투자비가 높다. 이러한 고효율제품 사용을 확대하려면 고효율제품에 대한 금융지원 정책이 필요하다.

또한 국내 EC팬관련 규격이 마련될 필요가 있다. 현재 팬모터 KS인증은 AC에 대한 것뿐이며 EC팬 기준은 KS뿐만 아니라 고효율 기준조차 없다.

이를 위해 한국에너지공단이 EC모터 관련기준을 마련하기 위해 과제사업을 진행 중이다. AC 모터효율은 93% 이상으로 향상하는 것은 난이도가 높아 비효율적인 만큼 제어기반 결합효율, 시스템효율을 향상하는 방향으로 기준을 마련하는 것이 바람직하다고 판단한다.