[가스신문=양인범 기자] 냉동공조 시스템과 기계 주차설비 전문 기업인 삼중테크(주)(대표 최종완)는 2015년부터 4년간의 연구개발 끝에 지난해 12월 산업통상자원부 국가기술표준원으로부터 신기술(NET)인증을 취득했다.

삼중테크가 인증받은 신기술은 ‘3중 재생을 이용한 흡수식 냉온수기의 가스 소모량 절감기술’이다. 이 기술이 어떻게 개발되었는지 삼중테크의 김효상 전무를 통해 알아봤다.
 

△ 정부과제로 신기술 개발을 했는데 구체적인 배경은?

- 정책적인 면에서 보면 가스 직화식 흡수식 냉온수기는 하절기 전력 수급의 불안요소인 냉방전력 수요를 천연가스로 대체할 수 있어 국가 에너지 정책의 효과적인 수요관리 수단이다.

그러나 현재 범용화되어 있는 2중 효용 흡수식은 시스템 효율 한계인 COP 1.35에 도달했다. 이런 한계로 인해 경쟁 제품군인 전기식 냉동기 대비 경쟁력이 떨어지는 추세로 가스냉방 관련 산업의 침체 및 중소 부품 업계의 국제 경쟁력이 악화되고 있는 실정이었다.

기술적인 면에서는 CO₂, NOx 등 지구온난화와 대기오염을 일으키는 환경오염 물질들의 절감이 요구되고 있는 상황에서, 3중 효용 흡수식은 2중 효용 대비 시스템 효율이 27% 향상되고, 가스 소모량은 22% 절감시켜 탄소 배출량도 줄어들게 한다. 특히 흡수식 냉온수기는 냉매로 물을 사용하기에 오존층 파괴 및 온실가스 절감 등 국제적인 환경규제에 대응이 가능하며, 전기를 적게 사용하는 이점이 있어 3중 효용 기술의 개발이 필요했다.
 

△ 기술개발에 참여한 기업·기관의 역할을 소개해 달라.

- 삼중테크 외에 총 6개 업체, 기관들이 참여했다. 천인에이엠피는 내압, 내부식성을 갖춘 저흡입, 고양정 액중펌프를 개발하는 역할을 했고, 한창산업은 부식억제 기술 개발과 고온 부식 특성 평가를 담당했다.

한국생산기술연구원은 3중 효용 고온 재생기를 개발했고, 고려대학교는 강용태 교수가 총괄하며 내압 및 내부식성이 우수한 고효율 용액 판형 열교환기를 개발했다. 서강대학교는 정시영 교수가 전담하며 상용화가 유리한 3중 효용 흡수식 냉방 사이클을 개발하고, 부식억제 기술을 선정 및 평가했다. 마지막으로 전북대학교는 박찬우 교수가 전담하며 콤팩트형 전열관 및 요소부품을 개발했다.

삼중테크는 흡수식 냉온수기 설계, 제작, 성능시험 및 안전성 향상, 열원기 최적화 제어기술 개발과 함께 과제 전체의 총괄을 맡았다.
 

△ 3중 효용과 2중 효용의 기술적 난이도는 어떻게 다른가?

- 2중 효용의 경우 흡수식에 사용되는 흡수용액인 리튬브로마이드(LiBr) 수용액의 특성인 결정화 우려로 인해 재생능력의 한계로 시스템 효율이 한계에 도달한다.

3중 효용은 이 시스템의 효율 향상을 위해 고온(200℃ 이상), 고압(2bar.g 이상)의 고온 재생기를 추가한 기술로 LiBr 수용액은 온도가 높을수록 부식성이 매우 강해지는 특성이 있어 고온 부식에 의해 내구성이 취약해지는 문제가 있다.

또한 대기압으로 운전되는 2중 효용 대비 그 이상의 압력으로 운전되므로 고온·고압 대응능력, 안전한 요소부품과 부식억제 기술, 고효율 사이클 구현, 열원기 최적화 제어기술, 부품 고효율화 및 콤팩트화 기술 개발이 필요했다.
 

△ 3중 효용 기술은 일본이 세계 최초다. 일본과 비교해서 장단점이 무엇인지?

- 일본 가와사키 제품의 COP 1.6을 상회하는 효율인 COP 1.65를 달성해 우리 기술의 성능은 확보했다.

다만 장기 성능 평가로 트러블 시험 및 신뢰성과 안전성은 검증했으나 판매 실적이 없어 현장의 다양한 환경에서 발생할 수 있는 문제점들이나 고객의 요구에 대한 데이터 축적과 장기 내구성 평가가 필요하며, 축적된 빅 데이터를 기반으로 상품성 향상과 원가 경쟁력 확보가 필요하다.

△ 전기식 냉동기보다 가스식 냉온수기가 에너지 소모가 적고, 경제적이라 했는데 구체적으로 얼마나 더 좋은가?

- 전기식 냉동기는 냉방만 가능하며, 난방을 위해서는 보일러를 추가로 설치해야 한다. 반면 가스식 냉온수기는 한 개의 기계로 냉난방을 함께 쓸 수 있기에 초기 설비투자비, 면적은 가스식이 더 경제적이다. 또한 3중 효용 흡수식 냉온수기는 전기식 냉동기 대비 전력 소모량이 1/10수준이다.
 

△ 향후 가스식 냉방과 3중 효용 흡수식 기술의 원활한 보급을 위해 정부에게 건의사항은?

- 먼저 KS 기준에 3중 효용 흡수식이 반영되어야 한다. 또한 고효율 에너지 기자재 보급촉진에 관한 규정에서 흡수식 반영 및 난방 능력 구분의 삭제가 필요하고, 3중 효용 흡수식에 대한 가스냉방 설치 보조금 상향도 필요하다.

더불어 국가에서 가스냉방을 더 확대하기 위해서는 3중 효용 흡수식이 적용된 제품들에 대한 시범 설치사업이 필요하다. 이런 시범사업을 통해 대외 홍보효과 및 납품실적을 확보해야만 조달청에 등록할 수 있다.

3중 효용 흡수식은 탈원전을 추진하는 정부 에너지 정책의 효과적인 수요관리 수단으로, 냉방전력 수요를 LNG로 대체하여 가스산업을 부흥시킬 수 있는 기술이니만큼 조속한 지원이 이뤄지길 바란다.