BEMS의 수배관시스템 데이터베이스 구축을 위한 초음파 열량유량계가 국산화됐다. 오차율도 기존 제품대비 절반으로 낮춰 정밀제어에 따른 추가적인 에너지절감이 가능할 전망이다.

BEMS 열량유량계는 △유량·온도·열량계측 오차율 ±0.5% △냉난방수 자동감지 기능 △IoT 모니터링 및 데이터베이스 구축 등의 성능을 갖췄다.

FNS PLUS(대표 고덕근)는 지난해 산업통상자원부 에너지신산업 사업화 지원으로 ‘BEMS 전용 초음파 열량유량계’를 개발해 올해 사업을 본격화한다.

해당 제품은 유량·온도측정 오차율을 ±0.5% 낮췄고 고가의 장비로 테스트라인을 구축해 열량테스트 평가를 거쳤다. 기존 PICV(복합밸브)의 오차율이 ±5~10%, 유량계 및 열량계의 오차율이 ±1%임을 고려하면 정확도가 상당히 개선됐다.

초음파 측정을 위해서는 배관에 일정 간격을 두고 2개의 센서를 설치한 뒤 배관내에 초음파를 투사하고 반사되는 과정에서 유량에 따라 달라지는 시간을 이용해 계측하는 V법(V-method)를 사용했다.

초음파 신호는 1MHz의 고주파수로 두 센서 사이에 1MHz 신호를 교대로 전송했으며 비교군으로 오차율 ±0.3% 성능의 전자유량계와 ±0.2% 성능의 Mass유량계를 사용했다. 해당 고성능 제품들을 기준으로 유량계에서 유량값이 일정하지 않은 부분에 보정테스트를 진행했으며 프로그램 외에도 초음파 유량계의 외부 노이즈를 줄이기 위해 필터를 적용했다.

또한 냉방·난방수를 자동으로 감지하는 프로그램을 개발해 적용함으로써 설비투자부담을 줄였다. 기존 수배관시스템에서는 냉방시스템과 난방시스템에 유량센서와 온도센서, 열량계를 별도로 설치해야 해 총 2대의 유량센서와 4대의 온도센서, 2대의 열량계가 필요했다.

이번 열량유량계는 유량센서와 열량계를 대체해 전체 냉난방시스템에 1대를 설치하고 온도센서 2대를 설치하면 계측시스템을 구축할 수 있다.

냉난방자동인식 프로그램은 유체의 온도측정 비교프로그램을 통해 이뤄진다. 공급온도와 환수온도를 측정해 ΔT를 도출하고 센서를 통해 검출회로를 거쳐 연산처리가 진행되며 이에 따라 냉방·난방을 인식한다.

이와 함께 IoT 모니터링 및 데이터베이스도 개발됐다. 열량유량계는 와이파이 통신이 가능해 데이터를 웹 데이터베이스에 저장함으로써 유량·온도·열량 빅데이터를 구축한다. 사용자는 열량모니터링 및 사용량분석을 위해 모바일 또는 PC에서 접속할 수 있으며 매초마다 실시간으로 측정된 유량·온도·열량정보를 확인할 수 있다.

이와 같은 열량유량계의 성능검증을 위해 열량계 형식인증에 준하는 자체테스트를 진행했다. 산업부고시에 따른 형식승인 기준을 적용한 결과 데이터의 오차가 기술기준 허용오차 안에 포함되는 것으로 나타났다.

또한 유량·온도측정 정확도 면에서 KORAS 교정성적서를 획득하고 한국전자진흥원의 IoT기기 인증서를 받았으며 특허도 1건 출원했다.

FNS PLUS의 관계자는 “최종 오차율 ±0.5%를 달성함에 따라 계측기 신뢰성을 확보했으며 정확한 계측으로 에너지절감 효과를 기대할 수 있다”라며 “계측정보를 와이파이를 이용해 외부에서도 데이터베이스에 접속해 실시간으로 확인할 수 있어 BEMS 효과도 향상될 것”이라고 밝혔다.