건축물 자율운전을 위한 AI를 적용한 자동제어시스템이 개발된다. iBEEMS(inteligent Building Energy & Environment Management System)연구단은 한국에너지기술평가원 최대 연구과제로 2021년 5월부터 R&D를 시작해 1단계 기간인 4차연도까지 연구를 마쳤다. 이미 기숙사, 대형마트, 대형업무시설 등을 대상으로 실증도 진행해 건물용도별‧설비시스템별로 약 10~50% 에너지절감 성과를 도출했다. 2단계 기간인 올해부터 연구가 종료되는 2026년 4월까지 AI알고리즘, 플랫폼을 고도화하고 대형백화점에 추가실증을 진행함으로써 사업화까지 마칠 계획이다. iBEEMS연구단(단장 문현준)은 건물에너지 효율향상과 건강한 실내환경 구현을 위한 AI 자율운전기반 통합관리시스템 개발이 목표다. 2021년 5월부터 2026년 4월까지 총 60개월간 총사업비 271억8,400만원이 투입되는 에기평 최대 연구과제다. 단국대학교를 주관기관으로 산‧학‧연 총 25개 기관이 참여한다. AI‧자율운전 알고리즘을 개발하는 1-1세부에는 △단국대 △중앙대 △가천대 △버클리랩 등이 참여하며 실내공기질(IAQ) 및 헬스케어를 담당하는 1
iBEEMS(intelligent BEEMS) 연구단은 총괄 주관인 단국대학교를 포함해 모니터링, 에너지, 제어, 플랫폼분야 최고 전문기관 23곳이 모여 연구를 수행하고 있다. 모든 기관이 2021년부터 ‘자율운전기술 기반 건물에너지 효율 향상 및 실내건강환경 확보’라는 목표를 향해 연구를 진행하고 있다. 전체 연구단 총괄 및 1-1세부 총괄을 담당하고 있는 문현준 iBEEMS연구단 단장(단국대 교수)을 만나 이번 과제목표와 배경, 자동제어시장 및 AI자동제어 동향에 대해 들었다. 문현준 단장은 단국대 건축공학과 교수로 에너지빅데이터연구센터장을 맡아 건물에너지, 빅데이터, 인공지능 기술융합에 대해 연구하고 있다. AI 머신러닝(ML) 기반 건물‧시스템 에너지데이터 분석 및 제어에 대한 연구경험이 풍부한 전문가로 평가받고 있다. 연구센터는 △마이크로에너지그리드(산업부) △BEMS 기반 건물에너지 성능분석 및 진단모듈 개발(국토부) △저에너지 쾌적제어를 위한 스마트 서모스탯과 에너지코어(Smart Thermostat & Energy Core) 개발(산업부) △아파트 실내환경제어 IoT허브 알고리즘 등 BEMS‧IoT센서를 기반으로 한 데이터분석과 관련된
AI를 기반으로 건물에너지 및 환경을 자율적으로 제어하기 위한 솔루션을 개발하는 iBEEMS연구단에서 1-2세부는 세종대학교 건축환경설비연구실이 주관기관을 맡았다. 아이캡틴(iCAPTAIN)과 오텍캐리어가 참여해 건강한 환경조성과 실내공기질(IAQ) 개선을 목표로 연구를 진행하고 있다. 세종대 건축환경설비연구실은 다양한 오염물질의 공기전파 시뮬레이션을 통한 오염물질 유출입을 파악하고 저감방법에 대한 연구를 진행하고 있다. 아이캡틴은 군중 시뮬레이션 기술력을 바탕으로 군중 밀집도에 따른 접촉감염 위험도 분석과 대피시스템 분석, 대규모 인파유동에 대한 분석을 진행하고 있다. 오텍캐리어는 공조시스템의 우수한 기술력을 바탕으로 가정용 및 상업용뿐만 아니라 대형빌딩, 발전소 등 다양한 상업‧산업시설에 공조기를 공급하고 있다. 성민기 iBEEMS연구단 1-2세부총괄을 만나 연구목표 및 성과에 대해 들었다. ■ 연구단 참여배경은 코로나19 이후 공기매개 감염병에 대한 관심이 많아졌다. 이에 따라 사회적으로 다양한 연구와 제어방안 필요성이 대두됐다. 기존 자동제어시스템에서는 실내환경에만 초점을 맞춰 제어를 진행했지만 iBEEMS연구단은 자동제어 시 재실자를 고려한 쾌적한
건축물 에너지효율과 쾌적환경을 함께 고려한 완전자율운전 솔루션을 개발 중인 iBEEMS연구단에서 2세부과제는 한국전자기술연구원(KETI)이 총괄을 맡아 IoT 복합센서, 재실자추적 및 카운팅등 실내상황인지시스템을 연구하고 있다. 지영민 iBEEMS연구단 2세부총괄(KETI 에너지빅데이터팀장)을 만나 연구목표 및 기대효과에 대해 들었다. ■ KETI를 소개하면 KETI는 중소·중견기업 기술혁신·사업화 견인을 통해 전자산업의 글로벌 경쟁력을 강화하며 기업 성장플랫폼 역할을 수행한다는 목적으로 설립된 산업통상자원부 산하 전문생산기술연구기관이다. 에너지빅데이터팀은 에너지IT융합연구센터에 속해 iBEEMS 과제에 참여하고 있다. IoT를 통해 취득하는 말단 시계열데이터를 취합해 에너지빅데이터 플랫폼을 구성하며 분석을 통해 최적화를 수행하는 연구를 진행하고 있다. ■ 실내상황인지시스템을 연구 중인데 2세부는 KETI, 유타렉스, 시그봇, 세종대학교 등 4개 기관이 모여 구성됐다. KETI는 IoT 복합센서 연구개발과 CCTV 기반 재실자 추적을 통한 재실추론센서를 개발한다. 유타렉스는 60Ghz 밀리미터파를 이용한 재실카운트센서를 개발하며 시그봇은 레이저 기반 깊이(D
건축물 완전자율운전 솔루션을 개발하는 iBEEMS연구단에서 3세부과제는 실질적인 자율운전을 구현하기 위한 자동제어 솔루션 개발을 담당한다. 사실상 iBEEMS ‘뼈대역할’을 하는 세부과제로 나라컨트롤이 세부총괄을 맡아 △코이웨어 △이스트시큐리티 △한국녹색기후기술원 등이 참여해 R&D를 진행 중이다. 3세부총괄을 맡고 있는 김진 나라컨트롤 부사장을 만나 연구목표 및 진행상황에 대해 들었다. 나라컨트롤은 1985년 창립 이후 각종 센서부터 구동기, DDC 카드, CCMS 등 빌딩자동제어 솔루션을 직접개발 및 생산하고 있는 빌딩자동제어 전문기업이다. ■ 연구단 참여배경은 나라컨트롤은 언제나 빌딩자동제어의 미래를 고민하고 있다. 그러던 중 나라컨트롤이 그리던 미래청사진과 부합성이 큰 이번 과제를 접해 연구단에 반드시 참가해야겠다고 판단했다. 나라컨트롤은 빌딩자동제어 전문기업으로 누구보다 해당 분야에 대한 기술력과 현장경험이 풍부하다. 오랜시간 축적한 노하우를 바탕으로 이번 연구과제 결과물이 현실적인 사업성을 가질 수 있도록 노력할 것이다. ■ 3세부 연구과제 필요성은 3세부는 iBEEMS의 기본뼈대가 되는 플랫폼을 개발하고 있다. iBEEMS는 결국, 진화된
한국EMS협회는 건축물에너지효율화와 수요관리를 위한 건물에너지관리시스템(BEMS)을 지원하는 국내 유일 전문단체다. EMS협회는 건축물 완전자율제어를 위한 R&D인 iBEEMS연구단에서 4-1세부에 속해 개념 및 기술에 대한 표준화연구를 수행하고 있다. 박병훈 EMS협회 사무총장을 만나 연구목표 및 계획에 대해 들었다. ■ EMS협회를 소개하면 EMS협회는 건물에 적용되는 BEMS뿐만 아니라 공장, 주택, 도시 등 에너지를 많이 소비하는 다양한 분야에 에너지관리시스템(EMS)을 적용하며 확산을 적극적으로 지원하고 있다. 또한 EMS관련 국내‧외 표준화를 통해 국내 개발기술이 시장에 안정적으로 정착하고 발전할 수 있도록 돕고 있다. 특히 지난해 6월 세계최초로 FEMS(Factory Energy Management System) 국제표준을 제정하는 성과를 이뤄 국내 에너지기술의 국제경쟁력 강화에 기여하고 있다. ■ iBEEMS 개발에 표준화가 중요한데 iBEEMS는 종류와 목적이 다양한 설비, 센서, ICT장비가 복합적으로 활용되는 기술로 이를 표준화함으로써 기술정의, 용어설명, 주요 서비스 및 기능을 명확히 제시한다. 이를 통해 세부기술을 개발하는 기
HDC랩스는 스마트빌딩관리 및 솔루션 개발을 주도하는 HDC그룹 계열사로 건물에너지관리와 유지보수 최적화 등 포괄적인 서비스를 제공한다. 그룹 건물관리에서 축적한 노하우와 첨단 기술력을 기반으로 스마트빌딩산업의 선도적 역할을 수행하고 있다. HDC랩스의 insite운영팀 최호영 차장을 만나 iBEEMS 연구단 참여내용과 미래 건물관리 전망에 대해 들었다. ■ HDC랩스는 어떤 기업인가 HDC랩스는 스마트빌딩관리와 에너지효율화를 전문으로 하는 기술기업으로 IoT와 AI기반 혁신적인 솔루션을 제공한다. 주로 건물에너지관리, 공기질제어, 보안시스템 등 다양한 분야에서 기술을 개발하고 있으며 통합관리플랫폼을 통해 스마트빌딩관리 효율성을 극대화하고 있다. HDC랩스 인사이트(Insight) 플랫폼은 건물관리와 관련된 모든 데이터를 수집, 분석, 제어할 수 있는 공간 통합제어시스템으로 현재 insite운영팀에서 플랫폼 자체개발 및 운영관리를 담당하고 있다. ■ iBEEMS 연구단 참여배경은 HDC랩스는 iBEEMS 연구개발에 수요기관으로 참여하고 있다. iBEEMS 연구단은 AI기반 건물에너지 및 환경관리시스템을 개발하는 연구팀으로 에너지기술평가원이 지원하는 사업의 일
지오릿에너지는 지열업계 최초 상장기업이다. 국내 지열냉난방산업을 선도해 오면서 온실가스 감축과 미세먼지 저감에 크게 기여한 바를 인정받아 대통령 표창을 받았다. 지오릿에너지는 현대건설 반포주공 1단지에 신기술을 적용해 공기단축 및 공비절감 효과를 확인했다. 또한 부산 에코델타시티(EDC)에 지·수열 냉난방시스템을 적용해 양방향 열거래가 가능한 생태계를조성해 실증연구를 성공적으로 마무리했으며 서울시와 세종시 등 공공건물과 롯데월드타워와 평택 미군기지 등 초대형 특수건물의 지열프로젝트를 수행했다. 최근 ‘파이프 내부 커팅장치 및 연결소켓을 활용한 지열 지상천공식 지중열교환기 시공기술’이 국토교통부 신기술로 지정됐다. 기존 공동주택 지열보급 걸림돌 해소한 실증 지오릿에너지는 청량리 롯데캐슬과 송파 시그니처롯데캐슬에 지열시스템 시공을 완료했다. 청량리 시공현장에는 총 1,860RT급 지열설비를 시공했으며 송파구에는 주거지역 3개동과 저층인 7층까지 히트펌프용량 3RT 28세대, 3.84RT 322세대, 5RT 12세대에 설계·시공했다. 지오릿에너지는 공동주택 단위세대에 설치된 수직밀폐형 지중열교환기 열원이 지하층 지열기계실 순환펌프를 통해 각 세대별 히트펌프에 공급
지오테크는 신재생에너지 지열전문기업으로 ZEB에 최적화된 지열에너지시스템을 개발하며 소비자민원에 대한 원스톱서비스제도를 도입해 자체 모니터링을 진행하고 있다. 국제지열히트펌프협회가 공인한 최첨단 기술연구에 의한 최적설계를 지향하며 ‘땅은 거짓을 말하지 않는다’는 원칙아래 기본에 충실한 시공과 효과를 눈으로 확인할 수 있는 완벽한 모니터링시스템을 바탕으로 국내 지열에너지 개발·보급에 앞장서고 있다. 또한 ‘내부나선형 지중열교환기기술’을 개발해 기존 지중열교환기대비 열전달 성능과 유량감소 효과를 증대하고 경제적이며 효율적인 냉난방공급시스템을 구축했다. 나선형 지중열교환기는 파이프 내부에 나선형 리브(Rib)가 형성됨으로써 기존 지중열교환기 파이프 구조에 비해 열매체가 파이프와 접촉하는 면적과 체류시간이 증대된다. 또한 와류발생으로 파이프 내부에서 열매체 온도변화가 나타나며 열전달 효과가 향상되는 시스템이다. 지중열교환기 열전달향상효과와 설비비용 감소효과를 얻었으며 시스템효율과 성능을 크게 향상했다. 지오테크는 서울숲 신축공사현장에 600RT급 지열히트펌프를 설치했다. 탑다운공법을 적용해 건축물 하부 200m 깊이 지중열교환기 180공을 나선형공법을 적용한 뒤 한
유천써모텍은 신재생에너지 전문기업으로 지열히트펌프시스템을 통해 에너지 효율성을 높이며 기후변화에 따른 전 지구적 목표인 탄소중립 실현에 앞장서고 있다. △대온도차 냉난방용 지열히트펌프 △냉난방 동시 고온급탕 △냉난방과 동시에 급탕이 가능한 공기열히트펌프 △수열히트펌프 등 고효율·친환경인증제품을 생산하고 있다. 유천써모텍의 지열히트펌프는 지열분야 최초 녹색기술인증을 받은 제품으로 사계절 냉난방과 동시에 급탕공급이 가능하며 한국에너지공단 지열 인증제품 중 출수온도 60℃이상에서 신재생에너지 성능계수(COP)를 충족한 유일한 제품이다. 최근에는 히트펌프 열교환기에 구비된 복합열원을 활용해 지중열원을 저온유지 후 냉매 과냉각 열원으로 활용해 냉방성능을 개선했다. 유천써모텍의 지열히트펌프는 고온수(60℃) 미 대온도차(Δt 8℃~10℃ 이상) 운전 시 지중온도가 매우 안정적으로 유지될 수 있으며 타열원 설비와 호환돼 고효율운전을 할 수 있는 시스템이다. 기존제품들은 냉방응축열을 급탕 또는 지중열교환을 이용해 열교환으로 방열하고 있었으며 건축물 냉방부하는 난방부하대비 40% 이상 높아 지중열교환기 용량을 냉방부하 기준으로 정함에 따라 지중열교환기 천공수량이 증가하게 되
대성히트에너시스는 1947년 설립돼 70년간 국내 에너지산업을 이끌어온 대성이 신재생에너지를 보급하고자 설립한 회사로 지열시스템 설계, 시공, 사후관리까지 토탈시스템을 갖추고 있다. 지열시스템 초기 설치비용을 줄이며 운영효율성을 극대화하는 기술개발에 주력해 지열에너지가 보다 경제적인 선택지가 될 수 있도록 하고 있다. 대성히트에너시스는 2022년 ‘제주 그린하우스 표준모델 시범사업’을 통해 지열 불모지인 제주도에서 지열·태양광 에너지를 30가구 이상에 성공적으로 보급해 안정적으로 60℃ 이상을 출수할 수 있는 기술에 대한 실증을 진행했다. ICT기반 세대 에너지정밀계측과 마을공동체 통합운영체계를 구축해 냉방과 급탕, 난방과 급탕을 동시에 운전하는 시스템을 적용했다. 또한 히트펌프에서 가장 이상정인 활용도를 가진 6관식 가정용 지열히트펌프를 개발해 냉방과 급탕운전 시 성능계수(COP) 7 이상을 달성하는 데 성공했다. 심야전기 축냉, 국가E수요관리 기여 대성히트에너시스는 오피스텔에 심야전기 축냉시스템을 적용해 국가에너지 수요관리에 기여함과 동시에 오피스텔 입주 사용자에게는 요금부담을 경감해주는 지열시스템을 설치했다. 실증지는 위례송파 오피스텔로 상가포함 189
지열전문기업 지지케이는 지중열교환기 실증을 꾸준히 진행 중이다. 개방형 지중열교환기 안정화 기술에서 앞선 지지케이는 지금까지 150여개 공공기관 신축건물에 건설신기술(772호) 적용 지열시스템을 설계·보급 중에 있으며 부산경남·광주전남·전북·대전·세종·서울경기·강원 등 전국 각지에 지열시스템 견학시설을 구축·운용해 호응을 얻고 있다. 안근묵 지지케이 회장을 만나 지중열교환의 특장점과 향후 개발예정인 신기술에 대해 들어봤다. ■ 국내 지열시장 동향과 기술개발트렌드는 그동안 신재생에너지설비 설치의무화가 공공기관이 대상이었던 것과는 달리 2025년부터는 민간부문에도 적용돼 지열설비에 대한 수요가 증가하며 히트펌프성능계수 등 품질향상에 관심이 높아질 전망이다. 지열시장의 성장기회에 발맞춰 업계종사자와 기계설비 전문가들도 지열시스템 보급기술 연구개발과 안정화에 노력해야 한다. 특히 지중열교환기에 대한 지금까지의 인식이 달라져야 한다. 땅속 수백미터 깊이로 설치하는 지중열교환기는 지질지반특성의 이해와 함께 정밀한 시공기술이 요구되는 설비임에도 불구하고 아직도 이를 일반적인 지하수개발 작업과 동일시해 잦은 하자가 발생하고 있다는 것은 매우 안터까운 일이다. ■ 지열설비에
한국지열수열에너지학회는 지열·수열에너지와 관련된 학술연구, 표준 시방지침 마련, 표준성능기준 제시·전문가들의 정보교류 등을 통해 지열에너지가 보다 안전한 대체에너지로 활용될 수 있도록 노력하고 있다. 지열수열학회를 이끌고 있는 박창용 회장(서울과기대 교수)을 만나 국내 지열시장의 경쟁력과 지열분야 기술개발사례 등을 들어봤다 ■ 재생에너지 시장에서 지열·수열보급확대가 중요한 이유는 지구 온난화는 다양한 에너지원의 소비에 의해 발생하는 온난화 물질의 배출에 의해 발생한다. 이러한 전체 소비 중 약 3분의 1이 건축물의 냉난방을 위해 사용되며 도시의 경우 그 비중은 크게 증가하고 있다. 특히 세계적으로 산업화 및 주거환경이 개선됨에 따라 건축물냉·난방을 위한 에너지 소비는 향후 크게 증가할 것으로 예상된다. 건축물 냉난방에 사용되는 장치로 히트펌프가 가장 현실적이며 히트펌프의 열원으로 거의 모든 지역에서 사용 가능한 재생 열원이 지열과 수열이다. 지열과 수열을 원하는 온도의 열에너지로 변환을 위해 전기 에너지를 사용하지만 그보다 큰 냉난방 열을 얻을 수 있으며 타 열원을 사용하는 히트펌프에 비해 성능계수도 높다. ■ 지열시스템의 특장점은 지중이 상당한 열용량을 갖
호서대학교 지열인력양성센터는 2008년 당시 지식경제부가 지열분야 연구개발과 교육을 담당할 핵심연구센터로 지정했다. 지열분야 기술개발, 해외 선진기술 소개 및 국내도입, 지열기업 엔지니어를 위한 재교육 등 역할을 하고 있으며 신규로 지열분야에 진입하는 인력에게 지열전문교육을 제공하고 있다. 임효재 호서대 지열인력양성센터장을 만나 센터역할과 지열시장 전망 등을 들어봤다. ■ 지열인력양성센터를 소개하면 호서대 지열인력양성센터는 지·수열을 활용한 냉난방시스템을 위해 다양한 지중열교환기와 히트펌프, 교육시설, 지열설비에 필요한 모든 부품과 관련장비를 기업지원과 연구개발·교육에 적극 활용하고 있다. 지열냉난방시스템산업의 직접 연관산업으로는 △히트펌프 △천공 △자동제어 △배관공사 △그라우팅재 △열교환기 △트렌치공사 등과 같이 많은 산업분야가 서로 연결돼있다. 간접 연관산업으로는 각종 재료, 냉각수, 천공 소모품 등이 있으며 지중열전도도 측정과 지열 전문교육 등 지원조직도 포함된다.지열인력양성센터에서는 지열냉난방시스템의 연관산업과 지열설비에서 지중열전도도 측정은 물론 지열공사 현장에서 핵심적으로 사용되는 그라우팅재 열물성시험을 하는 유일한 기관으로서 역할을 하고 있다.
한국지열협회는 지난 2014년 4월 정부 저탄소 녹색성장 구현과 신재생에너지인 지열에너지 개발과 보급을 통한 국가 지속가능한 발전·국민생활 향상에 기여하기 위해 설립됐다. 조희남 지열협회 회장을 만나 재생에너지부문에서 지열의 역할과 중요성을 들었다. ■ 열부문 탄소중립 실현을 위한 지열의 역할은 건축물에서 소모되는 에너지 중 열에너지 비율은 50~55%다. 유럽은 이미 천연가스를 난방용으로 사용하는 것을 금지하는 정책을 펴고 있다.탄소중립 실현을 위해 건축물 냉난방에 천연가스 사용을 제한하고 있다. 전기에너지를 열에너지로 전환해 사용하는 경우가 많은데 이때 지열에너지를 사용한다면 탄소중립 실현을 위한 가장 경제적이며 효율적인 선택이 될 것이다. ■ 현재 지열시장이 당면한 가장 큰 문제는 탄소중립 실현을 명분으로하는 공기열히트펌프를 신재생에너지로 분류하고자 하는 움직임이 끊임없이 지속되고 있다.여름철 40℃에 육박하는 혹서기와 -15℃ 내외를 기록하는 혹한기를 가지는 국내 기후조건을 무시한 채 유럽과 일본 등 겨울철에도 온난한 기후조건을 갖는 국가에서 운영되고 있는 사례만 보며 공기열히트펌프를 신재생에너지로 분류하면 전기에너지 1kW당 환산계수 2.75에도 미
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