한국지역난방공사는 경동나비엔의 위탁을 받아 ‘간접식 통합열교환유닛’ 개발을 완료했다고 최근 밝혔다.

 

통합배관시스템은 기존 5개 배관을 3개 배관으로 축소하고 각 세대에 소형열교환유닛을 설치해 사용하는 방식이다. 설비를 축소해 방열손실을 줄일 수 있으며 동시에 초기투자비도 절감할 수 있다. 급탕을 필요한 시기에 순간 가열하는 방식으로 변화시켜 위생성을 확보할 수 있으며 24시간 언제든 난방, 급탕을 사용할 수 있도록 한 시스템이다.

 

현재 국내에 개발된 제품인 경동나비엔 히트허브와 구성이엔드씨 퓨어화, oventrop W-HTE는 직접식 통합배관시스템으로이다. 급탕은 열교환기를 거치지만 난방은 열교환기 없이 난방코일을 직접 순환하는 구조다.

 

4세대 지역난방 확산에 따라 신쟁생에너지를 공급하는 중간열원에서 만들어진 고압의 유체가 난방코일을 직접 순환할 경우 고압에 의한 파손 및 누수가 될 수 있는 위험성을 가지고 있다. 이에 따라 간접식 통합배관시스템 개발을 통해 단독주택, 다세대주택, 공동주택, 소형·중형·대형 건물 등 다양한 건축물에 열을 안정적으로 공급하기위해 간접식 통합열교환유닛이 필요하다.

 

해외 통합배관시스템시장은 연평균 성장률이 7.83% 수준이며 2020년 기준 4조6,400억원이던 시장규모는 2027년 7조8,600억원으로 성장할 것으로 예상된다.

 

국내시장은 시스템에 대한 검증은 완료돼 초기 시장이 안정적으로 형성됨에 따라 오피스텔 외 공동주택 설계 적용이 증가 중이며 각 건설사별 기계실 위치, 적정 용량, 수배관설계 등 최적설계 방안이 지속적으로 검토 중이다. 지역 여건, 난방장치에 맞는 다양한 종류의 제품이 판매되고 있으며 여러 열원과 시스템으로 구성돼 보급 중이다.

 

 

실증 통해 효율·소음 기준 확인

 

한난이 개발한 간접식 열교환유닛은 열원공급수온도 70℃기준 급탕출력 66.2kW, 급탕유량 27.1 LPM(직수온도 10℃, ΔT 35℃)을 확보했으며 난방출력 26.3kW(난방공급온도 56℃, ΔT 30℃, 난방유량 12LPM)을 확보했다.

 

또한 급탕열교환기 효율은 98.3%수준을 확보했으며 소음은 난방가동 시 펌프에 의한 소음이 43.1dB로 가장 크게 나타났으나 제품 사양인 45dB는 넘어가지 않는 수준으로 확인됐다. 특히 내압성능도 열원부와 온수부 기준인 17.5kgf/㎠을 만족했으며 난방부도 4.5kgf/㎠을 만족하는 결과를 확보했다. 출탕속도도 16sec 이내로 설정온도의 90%에 도달했다.

 

한국에너지기기산업진흥회의 단체표준인 SPS-B KEAA 0015-6633(난방 온수 통합배관시스템) 및 영국 BESA규격을 참고해 △급탕공급수 설정온도 도달 및 유지성능 △급탕공급수 설정온도 도달시간 △실내온도 유지성능 등에 대한 평가도 진행됐다.

 

평가결과에 따르면 최대사용열량은 △난방+급탕 58.7kW △난방only 31.2kW △급탕only 49.5kW 등으로 나타났으며 난방과 급탕 사용비율은 9.3:0.7 수준으로 주택 특성상 난방사용량이 많은 것으로 확인됐다. 급탕온도 유지시간은 94.7%로 미달돼 5.3%에 대한 원인분석 결과 급탕 가동을 위한 최소유량에 미달돼 급탕온도제어는 못하는 것으로 나타났다. 또한 출탕속도의 경우 특이케이스를 제외하면 15.2sec로 확인됐다.

 

실내온도 유지시간은 93.9%로 미달돼 6.1%에 대한 원인분석 결과 △난방+급탕 동시 사용시, 급탕 우선 제어에 따른 영향 △재실자 유·무에 따라 외기 개방된 시간 및 재실자의 영향 △재실자 퇴실 후 청소 및 환기 영향 등으로 확인됐다.

 

한난의 관계자는 “간접식 열교환유닛은 열에너지 및 유지보수비용 절감을 기대할 수 있으며 분산된 신재생에너지 및 미활용에너지의 효율적 이용도 가능해 사용자의 난방 및 급탕비용도 절감할 수 있을 것”이라며 “신재생에너지산업 및 4세대 지역난방산업 활성화, 에너지효율 향상과 신재생에너지 가동률 증가에 따른 화석연료 의존도도 감소할 수 있다”고 밝혔다. 이어 “저온(60℃ 이하) 열공급 적용을 통한 설비 운영의 안전성을 향상시킬 수 있으며 소규모 지역난방 및 신재생에너지 활용에 따른 환경부하 저감도 기대된다”고 덧붙였다.