냉난방수배관 계산 프로그램인 ‘Hyd-SAREK’을 개발한 하나지엔씨는 △융도엔지니어링 △삼양발브종합메이커 △지엔원에너지 △비이엘테크놀러지 △경희대와 함께 ‘BIM 연계 에너지절약형 통합 수배관시스템 계산프로그램’을 개발하고 있다. 이를 통해 첨단 비즈니스모델을 개발하고 선진기술 강국 도약에 앞장 설 계획이다. 이번 기획연재 ‘BIM 연계 통합수배관시스템 구축’은 참여기관들의 특별기고로 총7회에 걸쳐 게재한다. ■ 연재기획 특별기고 순서 ① 개발 필요성(경희대) ② 개발 방안(하나지엔씨) ③ 최적화 도서 개발(융도엔지니어링) ④ 실증 구현(삼양발브종합메이커) ⑤ 활용방안(지엔원에너지) ⑥ 교육 플랫폼 개발(BEL) ⑦ 유동해석 및 검증(경희대) BIM 연계 3차원 수배관설계는 기존의 2차원 설계 소프트웨어와 다르게 X, Y 및 Z좌표를 통한 시각화 및 도면화기능뿐만 아니라 각 설비기기 및 자재의데이터를 포함하고 있다. BIM(BuildingInformation Modeling) 프로그램에 종속되는 기존의 수배관 계산프로그램과는달리 BIM 프로그램과 연계만 되는 수배관 계산 프로그램으로 제조업체별 기기및 배관자재 등을 선정할 때 더 높은 수준의 모델 세부정보를
산업용 칠러는 HVAC, 데이터센터, 제조식품, 제약과 같은 많은 산업분야를 비롯해 포장재 및 플라스틱 제조와 같은 응용분야에서 널리 사용된다. 칠러는 일반적으로 6~12℃ 범위로 냉각된 물을 증발기를 통해 전달한 후 공정으로부터 열을 흡수하고 응결장치를 통해 열을 방출한다. 대형 압축기가 냉동사이클의 일부로냉매기체를 압축하기 위해 계속 작동하기때문에 공장의 설비부분에서 전기를 가장많이 소비하는 장비 중 하나로 높은 운용비뿐만 아니라 환경, 지속가능성 측면에서도 상당한 우려사항이 될 수 있다. 칠러의 에너지소비량은 냉각에 필요한냉각량으로 추정할 수 있다. 예를 들면 냉각용량 4,000kW인 칠러와 COP 5인 압축기는 최대 용량으로 작동할 때 전기소비량이 800kW가 된다. 칠러 압축기는 모든 공장에서 운용비의 상당한 부분을 차지하고 공장의 수익성과 지속가능성에 미치는 영향도 크다. 800kW 칠러가 한 달에 30일, 하루 24시간 작동되며 전기료가 시간당 0.10유로/kW라고 가정하면 1개월에 5만7,600유로의 전기료가 발생한다. 공장이 칠러 작동을 통해 공급되는 6℃의 냉각수를 필요로 하고 칠러의 콘덴서가 개방형 냉각탑과 함께 작동하는 상황에서는 칠러
냉난방수배관 계산 프로그램인 ‘Hyd-SAREK’을 개발한 하나지엔씨는 △융도엔지니어링 △삼양발브종합메이커 △지엔원에너지 △비이엘테크놀러지 △경희대와 함께 ‘BIM 연계 에너지절약형 통합 수배관시스템 계산프로그램’을 개발하고 있다. 이를 통해 첨단 비즈니스모델을 개발하고 선진기술 강국 도약에 앞장 설 계획이다. 이번 기획연재 ‘BIM 연계 통합수배관시스템 구축’은 참여기관들의 특별기고로 총7회에 걸쳐 게재한다. ■ 연재기획 특별기고 순서 ① 개발 필요성(경희대) ② 개발 방안(하나지엔씨) ③ 최적화 도서 개발(융도엔지니어링) ④ 실증 구현(삼양발브종합메이커) ⑤ 활용방안(지엔원에너지) ⑥ 교육 플랫폼 개발(BEL) ⑦ 유동해석 및 검증(경희대) 건물 수배관(밀폐형: 냉난방수배관, 개방형: 소화수배관)시스템 설계는 유체역학이나 열역학 등의 전문지식이 요구된다. 건축 개발현장의 설계사나 시공사엔지니어들은 수배관시스템 설계를 위해 다양한 상용 Tool이나 자체제작(개발)Tool을 이용해 필요한 설계 정보를 수동입력하는 방식으로 설계(계산)를 수행하고 있으며 실시설계 시 잦은 설계변경에 따른 설계오차가 발생한다. 개발대상 제품(기술)은 BIM(BuildingInfo
가스켓 열교환기, 보일러 ‘보험’ 역할사무 및 생활공간에서 실내 난방과 온수를 공급해주는 보일러는 공동체 생활에서 중요한 부분이므로 보호가 필요하다. 보일러와 사용지점 사이에 가스켓 열교환기를 설치함으로써 오염물 축적, 이물질, 탄산칼슘, 주거공간의 산화된 물 등으로 인한 위험에서 보일러를 보호할 수 있다. 이러한 보호가 없으면 보일러의 열전달 표면에 형성되는 탄산칼슘층이 연료비를 증가시키고 배출되는 배기가스를 늘리며 환경에 부정적인 영향을 미친다. 탄산칼슘은 보일러의 뜨거운 표면에 부착돼 열전달을 방해하며 약 1mm 의 탄산칼슘층만 생겨도 연료비의 12%가 증가한다. 이물질, 녹입자, 고형물, 탄산칼슘은 보일러의 관이나 열교환기에 침투해 유로를 막아 펌프가 소모하는 전력과 그에 따른 전기비용을 증가시킨다. 이는 접근 및 유지보수가 어려운 캐스케이드 보일러열교환기의 작은 유로에서 특히 우려되는 현상이다. 탄산칼슘은 일체형 주조보일러의 경우 튜브내부에, 캐스케이드 타입 보일러의 경우 열교환기의 좁은 통로 사이에 축적돼 연료비를 증가시킨다. 그러나 더욱 우려되는 점은 수년에 걸쳐 두꺼워지는 탄산칼슘층이 1,000℃의 높은 화염온도로 돌처럼 단단하게 변하고 열팽창
폐기되는 열, 증기, 물에서 발생되는 열회수 공정에서 효율적인 열교환기 활용을 통한 지속가능성을 확보할 수 있다. 증기는 많은 제조업, 호텔, 병원, 식품가공, 제약 등에서 주된 가열 매체로 널리 사용되고 있다. 그 이유는 증기가 가진 톤당 높은 열량, 경제적 이점, 대형 공장에서 긴 거리에 걸쳐 펌프를 통해 수송할 필요가 없다는 점에서 찾을 수 있다. 증기 사용에 있어 문제점은 규제와 제어 그리고 응축수 관리를 들 수 있다. 완벽한 증기시스템에서 재증발 증기(flash steam)는 바람직하지 않다. 이상적으로는 생산된 증기의 100%가 사용지점에서 응축돼야 하고 효과적인 증기트랩이라면 재증발 증기가 응축수 탱크로 들어가지 못하도록 막아야 한다. 증기시스템은 배관의 단열처리 및 제어밸브를 통해 열손실을 최소화하는 동시에 재증발 증기를 대기로 배출하도록 설계됐다. 이렇게 배출되는 재증발 증기는 회수되지 않을 경우 값비싼 에너지의 엄청난 낭비를 가져온다. 보일러에서 생성된 증기가 3bar 또는 133℃에서 다양한 공정에 사용돼 응축을 통해 열을 방출하고 응축수가 응축수 탱크로 돌아가는 증기사이클은 간단하다. 응축수와 같이 이동하는 응축되지 않은 증기는 보통 대
에너지효율성과 열회수율을 높이고 연료요금과 이산화탄소 배출을 감소시키며 유지보수비용 절약을 통해 환경에 미치는 영향을 최소화, 수익성 있는 성장을 이루는 것이 기업의 지속가능성이다. 알파라발은 가스켓 열교환기를 활용해 기업의 지속가능성 목표를 달성할 수 있도록 실제사례를 통해 소개할 예정이다. 지속가능성확보를 위한 방안은 개방형 냉각탑, 온수보일러, 증기보일러, 칠러, 공기압축기, 열병합발전장비, 쉘앤튜브 열교환기와 같은 장비의 운용, 유지보수와 에너지소비측면에서 찾을 수 있다. 개방형 냉각탑, 미네랄 침전 ‘골치’개방형 냉각탑시스템은 순환식 냉각수의 탄산칼슘과 부식성 염화물이온 증가의 원천이다. 이 미네랄은 보충수를 통해 침투해 시간이 흐르면서 허용치 이상으로 축적된다. 물순환을 통해 물은 증발하지만 미네랄은 그대로 남아 냉각계통 내 농도를 증가시키며 6개월간 탄산칼슘과 칼슘의 농도는 2배로 증가되기도 한다. 오염 물질 제거를 위해 주기적으로 순환회로를 클리닝해야 하지만 이로 인한 운영비용이 증가한다. 서유럽의 경우 물비용만으로 m³당 0.10유로가 발생하기도 한다. 대항류로 설계된 냉각탑용 알파라발 판형열교환기는 1℃의 낮은 접근온도에 도달할 수 있는 우
한국지역난방공사는 집단에너지산업 발전과 기술발전 촉진을 위해 보유하고 있는 특허기술을 관련기업에 무상으로 허여하고 있다. 이번호에 소개할 기술은 △저온수 2단 흡수식 냉난방기 △윗목과 아랫목의 분리난방이 가능한 실내난방시스템 △전기 및 열 생산량 증대를 위한 흡수식 히트펌프가 구비된 지역난방시스템 △지역난방의 저온저압 열공급시스템 등이다. 기술허여에 대한 신청서는 이메일·우편으로 접수받고 있으며 자세한 내용은 지역난방공사 미래개발원 연구전략부(김수진 주임: 031-8014-9614)로 문의하면 된다. 에너지절감기술 다수 개발‘저온수 2단 흡수식 냉난방기’는 재생기와 보조재생기 및 응축기를 구성하는 기술이다. 제1재생기의 흡수액을 분사해 발생되는 수증기를 증발기로 공급하고 저온열교환기로부터 난방용 흡수액 라인을 통해 증발기의 상부에 흡수액을 분사, 냉난방을 함께 수행할 수 있다. 흡수식 냉동기는 냉매가 증발할 때의 기화열을 이용해 배관을 흐르는 물을 냉각시키고 증발된 냉매를 응축시켜 재사용하는 냉동기기술로 이번 특허기술을 이용해 에너지이용효율을 극대화시킬 수 있다. ‘윗목과 아랫목의 분리난방이 가능한 실내 난방시스템’은 난방이 가능한 바닥을 윗목과 아랫목으로
성원엔지니어링(대표 성재욱)은 2018년 스마트팜 에너지부문으로의 시장진출을 위해 설립됐으며 한국에너지기술연구원의 기술출자로 2019년 6월 연구소기업으로 등록됐다. 차세대 스마트농업에서 요구되는 에너지공급 및 관리시스템과 온실내부 공기조화시스템을 개발 중이며 스마트팜 보급 및 상용화를 위해 노력하고 있다. 이를 바탕으로 스마트팜 재배환경에 적합한 에너지공급 및 환경제어시스템을 제공해 농가의 생산성 향상과 비용절감을 목표로 하고 있으며 한국형 스마트팜 세계화를 위해 끊임없이 연구개발을 진행하고 있다. 성원엔지니어링은 한국지역난방공사의 ‘지역난방의 저온저압 열공급시스템’을 기술허여 받아 지역난방과 첨단농업인 스마트팜을 연결시키는 가교역할을 수행할 방침이다. 스마트팜 냉난방열원, 집단에너지로 성원엔지니어링의 주력사업분야는 △반 밀폐형 온실 △밀폐형 온실 △커넥티드 스마트팜 등 크게 세 가지로 나뉜다. 반 밀폐형 온실과 밀폐형 온실은 기존 측창·천창 개폐형태의 비닐온실이 가진 냉난방 비용과 CO₂시비 손실, 병충해 위험 등의 문제점을 해결할 수 있는 대안으로 온실개방을 최소화하면서 내부환경을 관리하는 시스템이다. 반 밀폐형 온실은 기존 비닐온실에 복합 공기조화시스
환경부는 2019년부터 소규모 사업장에 노후 대기오염물질 배출 방지시설 개선 및 설치비용을 지원하고 있으며 올해는 예산을 대폭 확대해 미세먼지 저감에 앞장서고 있다. 환경부는 사업장에서 발생하는 대기오염물질을 줄이기 위해 2020년부터 대기배출사업장의 배출허용기준을 약 30% 강화해 적용하고 있다. 강화된 기준을 맞추기 위해서는 노후 방지시설 교체·개선과 같은 사업장의 적극적인 저감노력이 요구되는 상황이다. 특히 소규모 사업장은 주거지역 인근에 위치하는 경우가 많지만 사업이 영세하기 때문에 비용에 부담을 느껴 방지시설이 노후화됐어도 교체나 개선에 소극적인 경향이 크다. 환경부가 추진하고 있는 ‘소규모 사업장 방지시설 설치지원사업’은 환경개선 여력이 부족한 중소기업에 대해 방지시설 설치비용을 보조해주는 사업으로 배출허용기준 강화 등에 따른 사업자 부담을 완화하고 미세먼지를 저감하는 것이 핵심이다. 자기부담 10%로 설비교체이번 사업은 지난해 국비 1,098억원을 들여 1,997개소 사업장에 방지시설 설치지원을 실시했한 바 있다. 올해는 2배 이상 늘어난 국비 2,200억원으로 4,000개소를 지원할 예정이다. 사업장에 설치되는 방지시설의 설치비 90%를 정부(
전 세계는 온실가스와의 전쟁에 한창이다. 온실가스 감축수단으로 열과 전기를 동시에 생산할 수 있는 열병합발전이 주목받고 있다. IEA(국제에너지기구)가 2008년 발표한 ‘Combined heat and power: Evaluating the benefits of greater global’ 보고서는 유럽에서의 1990~2005년 사이의 온실가스 저감성과를 분석했다. 보고서에 의하면 신재생에너지에 의한 온실가스 감축효과가 가장 큰 것으로 나타났으며 2위는 N₂O산업(농업관련), 3위가 CHP(열병합발전)이다. 열병합발전이 높은 효율을 가질 때는 생산되는 전기와 열을 모두 사용할 수 있을 때다. 하지만 우리나라는 중위도 지역에 위치해 겨울철에는 열 사용 수단이 많지만 여름철 수요가 없어 열병합발전 가동률이 저조한 상황이다. 하절기 남는 열을 이용해 냉방할 수 있다면 여름철 열수요를 늘릴 수 있고 열병합발전소를 효율적으로 가동할 수 있다. 현재 국내 산업·상업용 집단에너지사용지역에는 흡수식 냉동기를 이용한 지역냉방이 이뤄지고 있지만 우리나라에서는 주택용 열이 전체 수요의 90%를 차지하기 때문에 공동주택에서 사용할 수 있는 냉방수단을 마련하는 것이 시급하다. 7
미세먼지는 꽤 오랫동안 대한민국 국민들을 괴롭혀온 이슈이며 점점 심각성을 더해가고 있다. 이러한 미세먼지 문제에 효과적으로 대처하기 위해 환경부는 올해부터 대기오염이 심하거나 오염물질 발생이 많은 지역을 대기관리권역으로 지정하고 사업장, 자동차, 생활주변 배출원 등 권역별 특성을 반영한 맞춤형 미세먼지관리를 추진하고 있다. 이를 뒷받침하기 위해 가정·산업부문에 다양한 지원정책을 펼치고 있다. 이중 저녹스버너(Low Nox burner) 지원사업은 자체적으로 설비를 교체하기 부담스러운 중소사업장을 대상으로 진행하고 있는 사업이다. 저녹스버너 지원사업은 중소사업장에서 사용하는 보일러 버너를 질소산화물(NOx) 배출량이 적은 저녹스버너로 교체하는 경우 설치비 일부를 지원한다. 대기 중 질소산화물 저감을 위해서는 대형사업장에 대한 질소산화물 총량관리와 함께 중소사업장 등에 설치된 보일러 및 흡수식냉온수기에 저녹스버너를 설치토록 함으로써 발생단계에서부터 NOx배출관리가 가능하기 때문이다. 환경부는 2006년부터 2018년까지 국고 1,019억원을 투입해 저녹스버너 총 1만6,815대를 교체를 지원해왔다. 사업장별 연간 3대까지 지원이번 사업으로 보급지원이 이뤄지는저녹
한국지역난방공사(사장 황창화)는 집단에너지 산업발전과 유관 중소기업과의 동반성장 강화를 위해 보유하고 있는 지식재산권에 대한 기술이전을 시행하고 있다. 기술이전 대상은 지역난방공사가 보유한 특허권 38개(유상허여 17건, 무상허여 21건)로 다양한 지역냉난방 관련기술이 포함돼있다. 이에 따라 칸kharn과 지역난방공사는 3회에 걸친 기획연재를 통해 냉난방공조분야와 밀접한 특허허여 대상 기술의 특징과 현재 기술이전을 통해 관련제품을 개발하고 있는 전문기업을 소개한다. 특허건당 2개기업 모집지역난방공사는 지난 2007년 기술이전을 최초 시행한 이후 총 15건의 통상실시권 허여를 완료했다. 기존에는 지식재산권을 통상적으로 사용할 수 있는 권리인 통상실시권만을 허여해 왔으나 이번 사업은 통상실시권 또는 전용실시권으로 허여가 가능하고 각 특허기술마다 2개 업체를 선정, 기술이전을 받는 중소기업은 해당기술을 개발 및 상용화해 기술경쟁력 향상의 발판을 마련할 수 있다. 현재 신청접수를 진행하고 있으며 특허건당 2개 기업 모집완료 시 종료될 예정이다. 현재 ‘지역난방의 저온저압 열공급시스템’을 제외한 모든 기술에 대한 허여신청을 받고 있다. 신청자격은 중소기업기본법 제2조
올해부터 대기오염이 심하거나 오염물질 발생이 많은 지역을 대기관리권역으로 지정하고 사업장, 자동차, 생활주변 배출원 등 권역별 특성을 반영한 맞춤형 미세먼지 관리를 추진한다. 특히 4월부터는 환경부(한국환경산업기술원)의 인증을 받은 친환경 가정용 보일러만 권역 내 제조·공급·판매가 가능하다. 이번 대기관리권역법에서는 2005년부터 지정된 수도권 외에 중부권, 동남권, 남부권을 대리관리권역으로 추가 설정해 총 77개의 특·광역시 및 시·군이 포함됐다. 올해부터 시행되는 대기관리권역법은 권역별 특성을 반영한 맞춤형 미세먼지 관리로 사업장 총괄관리제, 생활 소규모 배출원 관리 등이 포함돼 있다. 또한 흡수식 냉온수기 배출규제 적용 등이 포함된 대기환경보전법도 1월1일부터 시행중이다 이에 따라 환경부는 미세먼지를 효과적으로 저감하고 성공적인 정책추진을 위해 관련 지원정책을 펼치고 있다. 칸kharn은 3회에 걸쳐 △친환경 가정용 보일러 △산업용 저NOx버너 △소규모 사업장 방지시설 등에 대한 환경부의 지원정책을 소개한다. 10년 이상 노후보일러 450만대겨울철 국민들이 난방을 위해 가동하는 보일러는 서울 등 대도시 지역의 주요 대기오염물질 배출원으로 지목되고 있다.
HVAC를 중심으로 한 종합 엔지니어링 전문기업 미션크리티컬엔지니어링(대표 김호영, 이하 MCE)은 데이터센터 구축관련 무급유 및 일반 터보냉동기, 사계절 운전용 및 재순환 방지형 냉각탑 등 다양한 제품과 솔루션을 보유하고 있다. MCE는 유럽에서 높은 인지도를 보유하고 있는 동시에 글로벌 UPS 제조 TOP3 기업에 속하는 BORRI사의 ‘UPSAVER’ 제품을 국내 공급하며 데이터센터의 안정적 운영에 기여하고 있다. BORRI사는 2022년 카타르월드컵대비 매트로공사(400kVA급 UPS 500여대) 및 아일랜드 소재 Microsoft사 데이터센터에 모듈형 44.4MW를 공급했다. 국내에서는 롯데정보통신 용인센터에 ‘UPSAVER’(1.6MW 10여대) 및 SK브로드밴드에 ‘UPSAVER’(1.4MW 1대, 1.2MW 1대)를 납품예정이다. 기존 외산 UPS업체대비 최신 기술이 적용돼 에너지효율과 경제적인 전원솔루션 공급이 강점인 우수한 브랜드다. MCE의 관계자는 “BORRI사의 UPS시스템은 데이터센터의 규모에 맞는 엔지니어링을 통한 최적설계가 가능해 운영비용 및 안정성까지 갖출 수 있어 일석이조 효과가 있다”고 설명했다. 그린 컨버전 기술, 배터리
HVAC를 중심으로 한 종합 엔지니어링 전문기업 미션크리티컬엔지니어링(대표 김호영, 이하 MCE)은 데이터센터 구축관련 무급유 및 일반 터보냉동기, 사계절 운전용 및 재순환 방지형 냉각탑 등 다양한 제품과 솔루션을 보유하고 있다. 최근 클라우드 기반 어플리케이션 증가로 많은 양의 데이터가 생성됨에 따라 Hyper Scale 데이터센터 설계가 필수적으로 확산되고 있다. Hyper Scale이란 분산된 컴퓨팅 환경을 최대 수천개 서버로 확장할 수 있는 안전한 하드웨어 및 소프트웨어의 조합이다. Hyper Scale 데이터센터는 개별 랙당 전력이 공급되며 Hyper Scale로 구조를 분할하고 고강도 컴퓨팅 워크로드를 분류, 호스팅 서버에 냉각전력을 집중시킬 수 있어 냉각효율을 극대화할 수 있다는 장점이 있다. 전 세계 대부분의 데이터센터에서 가장 큰 운영비용은 실내 온도조절시스템에 전력을 공급하는 것이다. 2N+1 구성을 가진 일반 데이터센터와 달리 Hyper Scale 데이터센터는 서버간 워크로드를 복제, 중복해 냉방비용을 절감할 수 있다. 이번 기획연재에서는 이러한 Hyper Scale에 특화된 MCE의 데이터센터 설계를 소개한다. 블록 설계기술로 초기비용
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