에너지절약과 온실가스 절감은 이제 일반 국민들에게까지 생소한 단어가 아니다. 갈수록 심각해지고 있는 환경오염의 문제를 인식해 전 세계는 대대적인 온실가스 대책을 논의해왔고 우리나라는 2030년까지 온실가스 배출전망치대비 37%를 줄여야 하는 과제를 짊어지고 있다. 온실가스 절감의 핵심 열쇠는 에너지의 효율적인 사용이다. 인간의 삶의 질 향상은 물론 산업성장을 위해서는 무턱대고 에너지사용을 줄일 수는 없으므로 더 적은 에너지로 같은 효과를 내거나 더 많은 결과물을 가져올 수 있는 방안이 필수적이다. 이에 한국에너지공단은 정부 에너지정책 기조를 뒷받침하며 사용자들에게는 고효율·고성능 기기 사용을 권장하고 국내 산업 경쟁력 향상을 이끌기 위해 ‘고효율에너지기자재 인증제도’를 실시하고 있다. 고효율인증이란 고효율에너지기자재 인증은 에너지이용 효율성이 높고 보급촉진 필요성이 있는 제품을 고효율기자재로 인증해 초기시장 형성 및 보급을 촉진하는 제도다. 고효율에너지기자재 제조 또는 수입업자에 대한 임의적 신청제도로 인증제품에 인증서 교부 및 고효율에너지기자재마크를 표시해 소비자들로 하여금 고성능기기 선택에 대한 판단의 근거를 마련해주고 제품의 소비촉진을 이끌 수
고효율에너지기자재 인증제도는 에너지사용기자재 중 에너지효율 및 품질시험 검사결과가 정부가 고시한 일정기준 이상 만족하는 제품을 인증하는 제도다. 고효율제품의 보급활성화와 초기시장 형성으로 국가에너지 정책에 부응하고 사용자에게는 제품성능을 보장함으로써 일거양득의 효과를 내고 있는 고효율인증제도. 이 제도를 맡아 수행하고 있는 한국에너지공단 효율기술실의 심창호 실장을 만나 이야기를 나눠봤다. ■ 에너지공단 효율기술실 역할은 한국에너지공단 효율기술실에서는 국가에너지 절약 및 온실가스 감축을 위해 에너지사용 기기·설비를 대상으로 △에너지소비효율등급표시제도 △고효율에너지기자재인증제도 △대기전력저감프로그램 등 3대 효율관리제도를 운영 중이다. 2017년 현재 △효율등급 27품목 △고효율인증 48품목 △대기전력 21품목 등 총 96개 품목이 있으며 국내·외 시장변화에 맞춰 새로운 품목을 발굴하고 효율기준을 개발하는 등 국가 에너지효율향상 업무를 추진하고 있다. ■ 고효율자재인증으로 얻을 수 있는 혜택은 고효율에너지인증제도는 에너지절약효과가 큰 설비 또는 기기의 초기시장 형성 및 보급을 촉진하기 위해 1996년에 도입한 제도다. 현재 산업·건물용 가스보일러, 컨버터
어떤 산업이든 성장하기 위해서는 기반시설이 필수적이며 IT산업의 기반시설은 모든 데이터가 모이고 저장되는 데이터센터로 볼 수 있다. 이러한 데이터센터는 일반 주거·상업용 건물과는 다른 전자기기의 집합체다. 각종 전자기기들이 사용하는 에너지와 뿜어내는 발열을 잡아주기 위한 설비가 항온항습기다. 실제로 데이터센터의 전체 에너지사용량의 35~50%를 차지하고 있는 것이 이러한 냉각시스템이며 4차 산업혁명을 맞이하기 위해 에너지효율화를 서둘러야 하는 부분이기도 하다. 데이터센터의 전력사용량 증가, 전기에너지 비용상승 등으로 인해 기존 데이터센터는 안정성 중심의 운영에서 에너지효율화가 함께 관리돼야 한다는 것이 주요 이슈로 대두되는 실정이다. 17개 업체 74개 모델, 고효율인증 획득 항온항습기는 데이터센터, 전산센터, 전산실, 서버룸, 네트워크 룸, 표준실, 연구실, 클린룸, 바이오실험실, 생체연구실, 관제센터 등 적정 온·습도유지기 필요한 곳에 적용되고 있다. 24시간 운전되기 때문에 가열냉각 열량, 송풍기 동력 등 일반 공조에 비해 많은 에너지를 소비하므로 에너지공단은 항온항습기를 고효율품목으로 지정, 에너지저감 기술개발을 유도하고 있다. 한국냉동공조협회
1983년 설립된 동흥하이렉(대표 김하일)은 항온항습기를 비롯해 스크류 냉동기, 브라인 저온냉동기, 공조기 및 히트펌프 등을 생산하며 냉동·냉장·공조분야에서 설계, 제조, 시공을 도맡아하는 전문기업으로 성장했다. 그동안 오피스, 병원, 공장, 지하철역사, 원자력발전소 등에 관련제품을 직접 제조, 납품, 설치 및 A/S까지 책임지며 고객과의 신뢰를 쌓아왔다. 또한 에너지절약 사업분야인 빙축열분야에도 축적된 경험과 기술을 바탕으로 두각을 드러내고 있다. 온도편차 ±1℃ 정밀제어 동흥하이렉은 우수한 성능의 항온항습기를 제작하고 있는데 제품의 품질향상 및 안정성 충족을 최선의 목표로 일관하고 있다. ISO9001과 ISO14001 품질개발 및 환경시스템 체계를 바탕으로 제품개발과 품질향상을 이뤄 소비자가 믿고 사용할 수 있는 제품생산에 주력하고 있다. 한국에너지공단에서 △DAC-050UP-H-2(냉방 1만5,000W 난방 8,100W) △DAC7-100UP-H(실내기)/DACO7-050-H2(실외기)(냉방 3만1,000W 난방 1만7,000W) △DAC-075UP-H(실내기)/DACO-075-H(실외기)(냉방 2만2,500W 난방 1만2,200W) △DAC-
(주)세원센추리(대표 원종순)는 1995년 설립된 이후부터 20년간 항온항습기, 캡쿨러, 냉동기, 공조기, 냉각탑, 스포트 쿨러, 제습기, FCU, 시스템에어컨 외 각종 공조기기의 생산 및 설치를 통해 공조냉동분야에 자리매김하고 있다. 국내 관공서, 연구기관, 전산실 및 대·소규모 제철공장에 다년간 설치시공 및 유지관리를 성공적으로 수행하며 발전을 거듭해오고 있으며 일본, 멕시코, 중동, 러시아, 인도네시아 등 해외수출을 통한 글로벌기업 대열에 합류하고 있다. 이를 바탕으로 100만불 수출의 탑 수상과 우수조달제품 지정, 고효율기자재 등록 및 특허, 실용신안 등 경력을 쌓아오고 있는데 이는 매년 매출액의 5% 수준을 RD에 투자하고 기업부설연구소를 운영해 온 결과다. 특히 공격적인 마케팅을 통해 항온항습기의 대표브랜드로 각인되고 있으며 ‘국민 항온항습기’라는 타이틀을 뛰어넘어 글로벌기업으로 성장하고 있다. 일반 고효율대비 월등한 성능 자랑 세원센추리의 항온항습기는 HT-E7.5GC5(실내기), RC-E7.5C5(실외기)를 비롯해 냉방능력 9,350~3만1,400W, 난방능력 9,000~3만W까지 소비자입맛에 맞춘 다양한 용량대의 11개 모델을 고효율기
에이스냉동공조(주)(대표 오정원)는 1998년 설립된 냉동공조 전문기업으로 업계 최초로 인버터 압축기를 채용한 인버터 항온항습기를 개발해 전기 사용량을 획기적으로 감축시켰다. 2016년 12월 정부에서 발표한 ‘2030 국가온실가스감축 기본 로드맵’에 따라 에너지효율 향상이 시급한 국가적 과제가 된 시점에서 에이스냉동공조는 업계 최고의 에너지효율 제품을 개발, 공급해 전기 사용량이 많은 사업장에 큰 도움이 되고 있다. 경기도 화성시 장안면에 위치한 에이스냉동공조는 대지 9,672m², 건평 5,450m²의 공장에 판금설비, 코일 제조설비, Fan 제조설비를 갖추고 있고 2016년 430억원의 매출액을 달성한 냉동공조 종합메이커다. 또한 자체적으로 제품을 설계, 개발하는 능력을 갖추고 있고 2017년 안양시 안양동에 RD 전담부서를 신설해 신기술 및 제품 개발에 힘을 쏟고 있다. 최근에는 IT기술을 이용한 다양한 자동제어 솔루션을 활용해 에너지절감을 극대화하고 쉬운 운영과 관리가 가능한 스마트 원격제어 및 실시간 고장감지 기술을 채용함으로써 사용자들이 보다 효율적으로 설비를 관리할 수 있는 자동제어시스템을 공급하고 있다. 냉방부하 따른 가변운전, 효율
연돌효과 대응기술의 세 번째 파트로 소개된 연돌효과 응용기술에 대해 소개한다. 연돌효과 응용기술은 환기기술분야, 환기 및 냉난방 등을 모두 포함하는 공조기술분야 더 나아가서는 비상시에 발생할 수 있는 치명적 피해 및 대규모 물질적 피해를 최소화하는 목적인 소방방재기술분야 등에서는 설계 시, 관련하드웨어 구현 시, 관련설비 제어 시에 연돌효과가 필수적으로 고려돼야 한다. 하지만 이러한 분야에서는 아직까지도 연돌효과를 충분하게 반영하지 않는 것이 현실이다. 따라서 상기 기술분야에 연돌효과 개념을 충분히 도입함으로써 각 기술분야가 추구하는 목적을 효율적으로 만족시키는 방법을 제시하는 것이 바로 연돌효과 응용기술분야다. 연돌효과 발생특성에 관련한 연구 및 이론정립에 선구적으로 기여한 기술분야는 소방방재분야다. 하지만 소방방재분야에서 조차도 연돌효과를 충분하게 반영하고 있지 않는다는 점은 이해하기가 쉽지 않다. 각 기술분야에서 연돌효과를 충분하게 고려하지 않기 때문에 발생하는 문제는 다음과 같다. 환기기술분야에서 발생하는 대표적인 문제는 ‘환기불균형’ 발생이다. 이는 특히 아파트와 같은 공동주택이 주를 이루고 있는 국내는 더욱 명확해질 수 있다. 풍압을 배제하고 본다
몬트리올 협정과 교토의정서 그리고 최근의 파리협정까지 시대는 새로운 냉매를 끊임없이 요구하고 있다. CFC에서 HCFC 그리고 HFC, 최근 HFO냉매까지 새로운 냉매가 꾸준히 출시되고 있다. 이렇다보니 자연냉매인 CO₂와 탄화수소 계열 냉매도 고압 및 인화성의 단점에도 불구하고 관심이 높아지고 있다. 자연냉매는 이런 변화하는 시장에서 다양한 요구를 충족할 수 있는 최적의 냉매로 취급되고 있는 것이다. 탄화수소 냉매, 시스템 안정성 높여 탄화수소 계열 냉매는 ODP가 ‘0’이며 절대적으로 낮은 GWP를 가지는 친환경 물질이다. 낮은 토출 온도로 시스템의 안정성을 높일 수 있으며 냉매충진량이 적다. 탄화수소 계열 물질들은 다양하지만 일반적으로 냉매에 사용되는 물질은 프로판, 이소부탄 프로필렌 등이 주로 사용되며 다양한 운전조건에서 높은 에너지효율을 낼 수 있다. 탄화수소계열 냉매들은 일반적으로 R-22나 R-134a와 비슷한 압력대를 형성하고 있어 사용압력에 따른 추가 설비 등이 필요치 않다. 이런 좋은 효과에도 불구하고 탄화수소는 인화성이라는 최대의 단점 때문에 사용하는데 있어 많은 제약과 규제가 따르고 있다. 일부 지역에서는 최대 충진량에 대한 제한
지금까지 연돌효과 및 연돌효과 대응기술 그리고 특히 연돌효과 대응기술 중 연돌효과 저감기술에 대한 일반적 이해를 위한 설명을 했다. 이번 연재에서는 연돌효과 대응기술의 두 번째 파트로 소개된 연돌효과 활용기술에 대해 소개한다. 연돌효과 활용기술이란 ‘활용’이라는 용어 그대로 연돌효과를 새로운 에너지원으로써 ‘이용’하는 기술분야다. 연돌효과 활용기술의 대표적인 기술아이템으로는 연돌효과를 자연환기의 구동력으로 이용하는 근 미래형 하이브리드 환기시스템과 연돌효과를 발전을 위한 신재생에너지로 이용하는 연돌효과 발전플랜트 및 연돌효과 발전장치를 소개할 수 있다. 연돌효과 활용기술은 연돌효과 저감기술에 대한 역발상 개념으로 이해할 수 있다. 연돌효과 저감기술은 빌딩의 압력분포 및 공기유동분포를 제어함으로써 연돌효과에 의해서 발생하는 각종의 문제를 개선하는 기술이다. 이때 연돌효과가 빌딩 고층빌딩에서 다수의 심각한 문제를 발생시킬 수 있다는 점은 이용가치가 충분한 만큼의 에너지를 보유하고 있다는 것에 대한 반증이다. 따라서 연돌효과 저감기술에 대한 관점을 조금만 돌려보면 빌딩의 압력 및 공기유동 분포를 제어하는 기술을 바탕으로 연돌효과 활용기술에 대한 이
지난 연재를 통해 건축적 방안 및 설비적 방안으로 구분되는 연돌효과 저감대책과 관련한 기술적 특징, 각각의 방안에 대한 일반적인 오해개선을 설명했다. 또한 연돌효과 및 문제 저감효과에 대한 각각의 방안이 가지는 기술적 한계성에 대해서도 설명했다. [건축적 방안 적용 한계성]• 과도한 수직적 및 수평적 공간 분절로 인해 빌딩의 디자인 의도가 구현되기 어려움• 공간 분절(구획 및 도어의 증가)에 의한 동선 상의 문제가 발생할 수 있음• 동선 상의 문제는 비상 시, 피난흐름의 장애요인으로 작용할 수 있음• 과도한 공간 분절(구획 및 도어의 증가)로 인한 초기투자비의 증가가 초래될 수 있음• 빌딩의 노후화에 따른 문제개선에 관련한 기능이 저하됨• 빌딩을 폐쇄적으로 만들 수 있음 [엘리베이터샤프트 냉각장치 적용 한계성]• 냉각에 따른 결로발생 방지를 위해 샤프트로의 유입공기를 기준으로 한 노점온도를 냉각의 위한 목표냉각온도를 설정해야 하며 따라서 냉각장치 적용에 따른 연돌효과 저감효과는 약 30∼40%로 제한됨 [공조가감압 장치 적용 한계성]• 공조를 위한 급기 및 배기 간의 차이를 인위적으로 설정해 가압 및 감압을 실시하게 되므로 극 초고층 빌딩의 경우 실내 온열환
대기온도는 하루 중에도 변화하며 그에 따라 냉동시스템의 냉각용량도 변화된다. 속도가변기술을 통해 압축기의 속도를 부하에 맞게 연속적으로 조정할 수 있다. 인버터 압축기술이 적용되지 않은 경우 과도한 용량으로 인해 공급 공기온도가 필요 이상으로 낮아지게 되고 온-오프 사이클링을 통해 구간 설정점을 유지해야 하는 번거로움이 있다. 하지만 인버터기술이 적용된 경우 공급 공기 온도가 설정점에 더 가까워지고 연속적인 부하 유지를 통해 구간 온도를 항상 설정점에 가깝게 유지할 수 있다. 인버터 압축기의 속도제어기능은 평균 부하를 기준으로 하는 냉동공조시스템 설계의 접근 방식으로 이어진다. 냉각 요구가 적은 기간동안에는 압축기 속도를 낮춰 냉각용량을 줄이고 냉각 요구가 많은 기간에 는 압축기 속도를 높여 냉매 순환량이 높아지고 그에 따라 냉각 용량을 늘릴 수 있다. Danfoss 인버터 압축기는 전용압축기 와 가변 주파수 드라이브로 구성돼 있어 정속형과 정속형 탠덤과 같은 기계식 변조 압축기에 비해 11~55% 에너지를 절감할 수 있다. 속도 가변형 압축기의 용량은 항상 냉각 요구와 일치하며 부분부하 작동으로 효율을 높일 수 있다. 온-오프
히트펌프는 다양한 열원(공기, 땅, 지하수 등)을 이용해 한 장소에서 다른 장소로열을 전달하는 장치다. 히트펌프는 구성에 따라 냉방 또는 난방사용이 가능하며 4방밸브를 이용한 냉동 사이클에 의해 작동된다. 히트펌프는 주로 난방 및 온수생산이 필요한 어플리케이션에서 각광을 받고 있다. 히트펌프는 다양한 열원으로부터 열에너지를 흡수하며 이 열에너지는 증발기를 통해 냉매로 전달되며 냉매는 증발하게 된다. 압축기에서 가스상태의 냉매를 고온·고압의 상태로 압축된다. 응축기를 통해 난방시스템으로 열을 방출한다. 이때 냉매는 액상태로 응축되며 응축된 냉매는 팽창밸브를 통해 압력이 강하하게 되며 사이클을 재순환한다. 냉방의 경우 전기 입력에 대한 열 입력의 비로 그 성능계수(COPc)를 정의하지만 히트펌프의 난방 성능계수(COPh)는 냉방과는 다르게 전기 입력에 대한 열출력의 비로 정의한다. 최근 1년의 비교기간에 걸쳐 열에 의해 공급된 에너지와 소비된 에너지간 평균관계를 나타낸 계절별 성능계수(SCOP)를 활용하기도 한다. 일반적으로 히트펌프의 열원은 크게 공기열원과 수열원으로 나눠진다. 공기열원의 경우 설치가 간편하고 공간제약이 적은 반면 수열원에 비해
전 회에서는 건축적 대책방안대비 보다 적극적인 연돌효과 대책방안으로 설비적 방안이 가지는 의미와 대표 설비적 대책방안의 하나인 엘리베이터 샤프트 냉각장치에 대한 기술개요 및 현실적 측면에서의 장점을 소개했다. 이번에는 또 하나의 대표적 설비적 대책방안인 ‘공조가감압 장치’를 소개한다. 공조가감압 장치에 대한 몇 가지 오해들 연돌효과에 따른 각종 문제를 개선하는 방법으로 공조설비를 이용해 특정공간을 가압하거나 감압하는 방법은 추가적인 비용(에너지)투입이 수반돼야 하며 가압 및 감압에 따른 연돌효과문제 저감효과를 기대하기 어렵다는 오해가 일반화되는 경향이 있다. 이러한 오해는 연돌효과 발생 매커니즘 및 공조가감압 기술에 대한 충분한 이해로 재고될 것으로 보인다. 고층빌딩에서 발생하는 연돌효과 및 문제에 대한 측정사례가 종종 보고되는데 이러한 측정결과에 근거해 판단해보면 공조설비를 이용한 가압 및 감압 효과와 필요성에 대해 확실한 인지가 가능하다. 연돌효과 측정은 일반적으로 빌딩의 정상적 공조상태와 비 공조상태 각각에 대해 실시되고 있는데 각각의 조건에서 빌딩 각 부분의 압력분포가 확연히 상이하다는 것을 확인할 수 있다. 이는 공조설비의 운용조건에
아직까지 연돌효과 및 문제에 대한 개선대책으로 건축적 대책방안만을 고집하는 사례가 빈번하게 발생하고 있다. 이는 건축적 대책방안이 설비적 방안에 비해 경제적으로 저렴하고 시공이 간단하다는 오해에서 비롯된 것으로 보인다. 건축적 대책방안은 지속적일 것이라는 사고방식 또한 이러한 오해에 한몫을 더하고 있다. 실제로 건축적 대책방안은 설비적 대책방안에 비해서 시공이 어려우며 많은 시간과 비용을 필요로 하고 기후변동 및 빌딩의 거주패턴 변동에 대한 영향을 크게 받을 수 있다. 그리고 동일한 성능확보를 위해서는 빌딩의 노후화를 고려한 정기적인 보수가 필요하다. 반면 설비적 대책방안은 상대적으로 적은 비용으로 간편하게 시공이 가능하며 대책방안에 따라 기후변동 및 거주패턴의 변동에도 대응할 수 있다. 단 설비적 대책방안의 효과적 적용을 위해서는 설계단계에서부터의 검토가 필수적이며 특별한 기술적 노하우가 필요하다. 사후대책으로써 검토하게 되는 경우에는 시공자체가 불가능해질 수도 있으며 억지로 구현해도 문제개선효과를 기대할 수 없으므로 주의가 필요하다. 결국 설비적 대책방안은 건축적 대책방안의 한계를 보완하는 보다 적극적인 방법의 연돌효과문제 개선대책이라고 할 수 있다. 건
냉동 및 공기조화 사이클은 저온 열원으로부터 열을 전달받아 고온 열원으로 열을 전달하기 위해 사용된다. 이중에서 사이클의 구성 목적이 저온 열원으로부터 열을 전달 받는 것이면 냉동장치를 설계하는데 사용되고 그 목적이 고온 열원으로 열을 전달하는 것이면 히트펌프를 설계하는 데 사용된다. 가장 많이 사용되는 사이클은 증기 압축식 사이클로 냉매의 증발 및 응축 잠열을 이용하는 것이다. 냉매가 증발하기 위해서는 에너지가 필요하다. 그 에너지는 증발기 내 부의 냉매 온도보다 높은 온도의 열원으로부터 전달받아 사용한다. 이렇게 증발돼 저온 저압의 가스상태의 냉매는 압축기에서 고온 고압의 가스로 압축돼 응축기로 보내진다. 응축기로 보내진 냉매는 응축기내부의 냉매 온도보다 높은 고온 열원으로 열에너지를 방출해 고압의 액체상태가 된다. 이 고온 고압의 액체는 팽창과정을 거쳐 저온 저압의 2상 상태가 돼 증발기로 유입된다. 이것으로 기본적인 증기 압축 사이클이 구성된다. 사이클을 구성하는 가장 기본적인 잠열은 냉매의 열역학적 상태량을 이해함으로써 보다 효율적으로 이용할 수 있다. 이들 열역학적 상태량 중 온도와 압력을 기준으로 나타낸 것을 냉매의 상태