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(주)삼정이엔씨, 수소충전소 핵심설비 칠러 국산화

기사승인 [1444호] 2020.06.30  23:13:00

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- 수소충전기용 냉각장치인 H2충전소 칠러시스템 개발
45분 내 7대 완충, 사전 시뮬레이션으로 안정성 높여

[가스신문=최인영 기자] 지난해 1월 정부가 발표한 수소경제 활성화 로드맵은 수소차와 연료전지를 양대축으로 하고 있다. 수소모빌리티분야의 핵심 인프라인 수소충전소는 2022년까지 310기, 2040년까지 1200기 구축을 목표로 한다.

수소충전을 위해서는 냉각기를 필수로 설치해야 하는데 현재 수소충전소의 냉각기는 대부분 수입에 의존하고 있다. 하지만 잦은 고장과 오랜 수리기간 등이 문제로 꼽히자 국내 기술력으로 이를 보완, 기술 특허까지 획득한 기업이 있다. 27년간 산업용 냉각기만 전문적으로 생산해오고 있는 (주)삼정이엔씨다.

수소충전기용 냉각장치 ‘H2충전소 칠러시스템’에 대한 특허를 2018년 10월 출원, 지난해 2월 정식 등록을 마친 삼정이앤씨는 최근 수소충전소에 본격적으로 수주·납품하고 있다.

   
▲ 삼정이엔씨의 H2충전 메인 칠러

H₂충전소 칠러시스템

수소충전은 튜브트레일러를 설치, 공급하는 오프사이트방식을 기준으로 할 때 압축, 저장, 냉각의 과정을 거치게 된다. 냉각과정을 위해 설치되는 것이 바로 냉각기(Chiller)다.

수소충전소의 칠러와 관련한 기술은 고압(90MPa)의 수소를 영하 38~39℃에서 온도편차 없이 순간적인 급속 냉각을 통해 디스펜서(충전기)로 전달하는 것을 핵심으로 한다. 1초에 통과되는 수소량은 평균 83.3g으로 영하 38~39℃의 충전 대기온도를 유지해야만 차량 충전이 가능하다.

삼정이엔씨가 개발한 H₂충전소 칠러시스템의 경우 외산의 한계로 꼽히는 잦은 끊김으로 인한 충전시간 지연과 충전량 미달(75%) 등의 문제를 해결했다. 수소차 기준 충전시간 3~4분 미만, 충전량 98%(이론상 5㎏/3min 시 100% 완충) 달성은 물론 수소차 7대, 상용차 3대를 연속 충전할 수 있도록 설계했다.

수소차의 경우 5㎏을 충전하는 데 3분을, 상용차는 29㎏ 충전에 15분을 필요로 한다.

H₂충전소 칠러시스템은 퀵쿨(Quick Cool) 스타트방식으로 냉각시간을 단축하는 한편 인버터펌프를 장착, 충전 대기시간도 줄였다. 또 외기·충전온도에 관계없이 일정하게 예비냉각기의 온도를 유지할뿐 아니라 온도편차를 정밀하게 관리할 수 있다.

현재 이 칠러는 국내 수소충전소 19곳에 수주를 완료한 상태다. 설계단계에서 사후관리에 이르는 원스톱 생산라인을 구축한 삼정이엔씨는 우리나라 전 지역에 긴급출동 서비스도 제공하고 있다.

지난 2018년 5월 여주휴게소 냉각기 시운전·운영을 시작으로 삼정이엔씨는 광신기계공업, 엔케이텍, 발맥스기술 등으로부터 기술력을 인정받고 있다.

   
▲ 삼정이엔씨는 제품을 납품하기 전 실제상황을 고려한 시연과정을 거쳐 현장에서의 고장발생률을 최소화한다.

특허기술로 수소충전소 확장 기여

정부는 지난해 1월 주요도시, 고속도로·환승센터 등 교통거점에 수소충전소를 구축한다는 계획을 수소경제활성화 로드맵을 통해 발표했다. 2020년까지 310기를 준공해 수소차 이용자들이 20분(75㎞) 안에 수소충전소를 이용할 수 있도록 하고, 2040년에는 1200기에 이르는 수소충전소를 운영함으로써 15분(50㎞) 이내에 차량을 충전할 수 있도록 한다는 방침이다.

충전시간 단축과 가격·기술경쟁력 확보로 수소충전소 운영 안정화에 기여하고 있는 삼정이엔씨는 △여주휴게소 △하남드림휴게소 △충남 서산휴게소 △화성휴게소 △울산휴게소 △군산휴게소 △전주휴게소 △서부산 엔케이 수소충전소 △천안휴게소 △충남 아산휴게소 △안성휴게소 △안산휴게소 △인천휴게소 △함안휴게소 △내포휴게소 △부천휴게소 △신탄진휴게소 △수원휴게소 등 총 19곳에 수소충전용 냉각기를 납품하고 있다.

냉각기의 성능을 인정받아 현대자동차 울산 매암동 수소충전소 등에서는 타사 냉각기를 유지·관리하는 업무도 맡고 있다. 실제로 지난해 1월 서부산엔케이 수소충전소에 설치한 칠러는 현재까지 무하자 기록을 보이고 있다. 또 수소차 6대를 40여분 만에 연속충전하는 기술력도 국내 최초로 선보였다.

지난 1월부터는 광신기계공업과 발맥스기술 등에 수소충전용 칠러 8대와 2대를 거듭 수주하는 성과도 올렸다. 4월에는 수소충전소 구축회사인 이엠솔루션과 수소버스용 실증사업을 위한 업무협약을 체결, 칠러 국산화에 앞장서고 있다.

삼정이엔씨는 특히 제품 출하 전 차량별 특징을 고려한 시뮬레이션 과정을 거쳐 다양한 현장상황에 냉각기가 유연하게 대처할 수 있도록 설계해 납품하고 있다. 현재 외산이 지적받고 있는 잦은 고장을 극복한 셈이다.

수소충전용 냉각기의 높은 안정성과 효율성을 소비자들에게 직접 시연해보이고자 삼정이엔씨는 7월 1일부터 3일까지 일산 킨텍스에서 열리는 ‘제1회 수소모빌리티쇼’에도 참가한다.

3일 오전 10시20분부터 신제품·신기술 발표회를 통해 주요제품을 공개하는 삼정이엔씨는 수소충전소의 핵심설비인 칠러시스템을 통해 연속충전, 충전시간 단축, 충전량 완충 등을 모두 달성하는 기술력을 선보일 예정이다.

주요제품으로는 공냉식 일체형 칠러, 수냉식 일체형 칠러, 주문형 냉각기, 반도체 냉각기, 연구·테스트 냉각기 등이 있다.

삼정이엔씨 김승섭 대표는 “국가정책사업이자 친환경 에너지인 수소경제 활성화에 기여하고자 수소충전용 냉각기를 국산화했다”면서 “대한민국 중소기업으로서 후손에게 물려줄 수 있는 기술적 유산을 만들기 위해 앞으로도 최선을 다하겠다”고 밝혔다.

   
▲ 지난해 1월 서부산엔케이 수소충전소에 설치된 삼정이엔씨의 칠러는 현재까지 하자발생 없이 가동되고 있다.

최인영 기자 dodam@gasnews.com

<저작권자 © 한국가스신문 무단전재 및 재배포금지>
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