한국그런포스펌프, 냉수 라인 효율성 극대화한 ‘지능형 분배시스템(DPS)’ 선보여
한국그런포스펌프, 냉수 라인 효율성 극대화한 ‘지능형 분배시스템(DPS)’ 선보여
  • 성백진 기자
  • 승인 2020.05.04 11:18
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- 냉수 라인에 밸브 대신 DSP로 에너지 손실 없애

- 기존 시스템 대비 에너지소비 50% 이상 절감

최근 전 세계적으로 기온 상승에 따라 도시전력망을 과도하게 사용하지 않으면서 냉방을 고효율로 제공하는 시스템 필요성이 강조되고 있다.

국내 최고의 펌프기업인 한국그런포스펌프는 냉수 라인의 에너지소비를 기존 방식 대비 최대 50% 이상 줄일 수 있는 ‘지능형 분배 시스템’을 최근 선보였다.

그런포스 그룹은 그동안 단일 품목의 효율 향상뿐만 아니라 산업 시스템 전반을 개선함으로써 에너지 절감을 통해 기후변화에 선제적으로 대응해왔다. 시스템 밸런스를 안정화하고 에너지 절감을 극대화하는 지능형 분배 시스템(Distributed Pumping System, 이하 DPS와 혼용)은 이러한 그런포스 그룹의 의지를 반영한 시스템 개선 모델이다.

현재 DPS는 그런포스 그룹의 아시아 본부인 싱가포르를 시작으로 전 세계로 급속하게 전파되고 있으며 한국 시장에는 2019년 4분기부터 본격 출시됐다.

 

분배시스템(DPS) 건물 적용 예시
지능형 배시스템(DPS) 건물 적용 예시

냉수 분배 효율성 혁신적으로 높여

DPS는 시스템 전체의 밸런스를 밸브로 조절하던 기존 시스템에 적용하던 밸브 대신 그런포스 지능형 펌프를 설치해 냉수 분배 효율성을 혁신적으로 높인 시스템이다.

기존의 HVAC 시스템은 부하 측 소모량에 관계없이 1차측 펌프가 전체 시스템에 필요한 유량과 압력을 정속으로 공급한다. 또, 2차측 컨트롤 밸브에서 필요한 압력을 조절해 필요 이상의 유량이 공급되고 반환되는 유체는 바이패스 라인을 통해 순환된다는 구조이다.

기존시스템과 DPS 비교도

그런포스 관계자는 “이런 이유로 기존 HVAC 시스템은 유량과 압력이 필요 이상 공급되고 컨트롤 밸브로 압력을 감압하기 때문에 에너지가 손실되는 단점이 있었다”며 “DPS는 1차측과 2차측을 완벽하게 분리해 기존 시스템의 단점을 완벽히 개선했다”고 말했다.

DPS에는 최적의 냉수 분배를 위해 1차측에는 수직 인라인 펌프인 ‘TPE3’를, 2차 측에는 순환펌프 ‘MAGNA3’를 적용했다. 특히 두 펌프 모두 내장 센서, 가변 속도 드라이브, 컨트롤러 및 통신 모듈, 첨단 IE5 모터가 장착된 소형 지능형 서큘 레이터 펌프로 최고의 효율성을 자랑한다.

1차측 펌프는 1차측에 필요한 유량과 압력만을 공급하고, 2차측 펌프는 개별 부하량에 따라 펌프 속도를 조절해 기존 시스템의 컨트롤 밸브 조작으로 발생하는 에너지 손실을 없앴다. 뿐만 아니라 전체 시스템의 압력을 낮추고 관리 영역을 줄임으로써 구조를 간단하게 만들어 시스템을 안정화했다.

 

필요할 때, 필요한 장소에만 압력 생성

오늘날 HVAC 업계 전문가들에게 가장 큰 문제는 최대 출력 수요에 따라 설계된 단일 펌프를 최대한 활용하는 방법이다. 특히, 냉수 시스템의 정확한 제어는 효율적이고 안락한 실내 환경 유지에 매우 중요하다. 그러나 일반적인 밸브 기반 냉수 시스템은 정확한 제어에 한계가 따른다.

기존 시스템의 밸런싱 문제와 유량 제어 문제는 심각한 에너지 낭비와 쾌적하지 못한 실내환경으로 이어지게 된다. 전 세계의 건물 소유주와 운영관리자는 기존 시스템 문제를 해결하기 위해 보다 지능적인 시스템 설계로 냉수 시스템의 밸런스를 조정하고 있다.

그런포스 관계자는 “지능형 분배 시스템은 건물 각층에 설치된 대형 중앙 집중형 펌프와 에너지 소비가 많은 밸런싱 및 제어 밸브를 보다 작은 지능형 펌프로 대체해 필요할 때, 필요한 장소에만 압력을 생성해 자동으로 시스템 밸런스를 조정할 수 있다”며 “그 결과, 실질적인 에너지 절감과 보다 쾌적한 실내 환경 조성이 가능해졌다”고 밝혔다.

DPS는 속도 조절을 통한 유량 제어가 제어밸브보다 더 효율적이라는 사실을 기반으로 한다. 기존 제어 밸브를 펌프로 대체해 1차측 펌프의 부담을 배분한다. 이는 VFD와 순환펌프를 통합 사용해 이루어지며 각 부하에 필요한 정확한 양의 냉수를 공급한다.

또 DPS는 내장된 제어 논리를 바탕으로 펌프 속도를 조절해 직관적으로 유량을 제어하는 방식이다. 팬 코일 유닛 또는 냉각 빔을 포함한 소형 열교환기는 비용 절감을 위해 그룹으로 묶어 제어가 가능하다.

DPS는 시스템적으로 △간편한 시운전 △자동 밸런싱 △델타 T 개선 △완벽한 통합 △최소 펌프 압력 등의 특징을 가지고 있다.

기존 시스템은 전체 BMS 시스템의 밸런싱을 조정하기 위해 각각의 밸브를 조절해야 하는 등 시스템이 복잡해 시운전 시간과 비용이 많이 든다. 반면 DPS는 2차측에 설치된 지능형 펌프를 개별 부하 용량에 맞게 설정해 놓으면 부하량에 따라 펌프가 자동적으로 조절되기 때문에 시운전을 단순화해준다.

또한 DPS는 각 회로에 연결된 펌프가 에어덕트 온도를 지속적으로 측정해 온도에 따라 자동으로 펌프 속도를 조정하므로 언제든지 각 회로의 수요량에 맞게 냉수를 공급할 수 있어 델타 T를 개선하고 최소 펌프 압력을 보장해 궁극적으로는 에너지 절감을 실현할 수 있다.

이런 특성을 통해 DPS는 사무용 빌딩, 공장, 무균실, 상업용 빌딩, 실험실, 스포츠 경기장, 고효율 에너지 빌딩 등 에너지 다소비 및 쾌적한 실내 환경을 필요로 하는 건축물에 최적의 조건을 제공한다.

회사 관계자는 “처음 DPS를 국내 펌프 전문가들에게 소개했을 때, ‘혁신적인 제어방식은 맞는데, 과연 실현 가능할까?’라고 의문을 갖는 전문가들이 많았다”며 “당사 신현욱 대표이사는 이런 인식을 불식시키기 위해 국내 HVAC시스템 전문가들을 초청해 2019년 싱가포르로 DPS 투어를 진행하기도 했다”고 밝혔다.

이어 “기존의 시스템과 전혀 다른 제어방식을 적용하는 것이 쉬운 일은 아니지만 한국그런포스펌프는 지구환경 보호와 에너지 절감을 이룬다는 사명 아래 DPS를 한국 시장에 적용해 나갈 계획이다”라고 밝혔다.

대표 적용사례… 싱가포르 ‘Block 22’

 

지능형 분배시스템 대표 적용사례 「싱가포르 Block 22」
지능형 분배시스템 대표 적용사례 「싱가포르 Block 22」

그런포스의 지능형 분배시스템의 대표적인 적용 사례는 싱가포르 프로젝트(NGEE ANN POLYTECHNIC Block 22)다.

Block 22는 싱가포르 건축공사청에서 그린 마크 플래티넘 건물로 인증한 복합 건물이다.

이 건물의 공조 시스템은 공조기 10대와 팬 코일 유닛(FCU) 5대 그리고 총 냉각용량 570RT(2005 kW)인 냉동기 3대로 구성되어 있다. 냉동기 3대 중 1대는 예비용이다.

기존에는 4대의 냉동기 펌프를 설치해 1차 가변 시스템으로 냉수를 분배했지만 그런포스는 건물의 그린 마크 유지와 에너지 절약 한계 극복을 위해 Block 22에 지능형 분배 시스템을 적용했다.

설치 과정에서 그런포스 GO 앱을 통해 초기 펌프 설정을 진행했고, 각 펌프의 BMS에서 직접 유량 한계를 조정했다. 이는 기존의 밸런싱 밸브, 제어 밸브 또는 PICV(압력 독립 제어밸브)를 사용하는 것에 비해 훨씬 간편했다.

지능형 분배 시스템에서는 에어 덕트 온도를 지속적으로 측정해 온도에 따라 자동으로 펌프 속도를 조정한다. 시스템 부하도 자동으로 조정돼 건물 입주민들에게 최적의 온도를 제공한다. 압력 소모 장치를 줄이고 밸런스 및 제어밸브를 지능형 펌프로 교체해 냉수 배관의 펌프 에너지 총소비량을 54% 절감했다.

그런포스 DPS는 싱가포르 그런포스펌프와 싱가포르 정부기관, 시험기관이 참여한 연구과제를 통해 기존 시스템을 DPS로 변경 시 펌프 소비전력을 최대 50%까지 절감하는 결과를 도출해 시스템의 우수성을 입증했다.

한국그런포스펌프 업계의 기술표준 선도

한편 한국그런포스펌프는 1990년에 설립된 국내 최고의 펌프 회사다. 서울과 영남에 영업사무소를 두고 있으며, 전국 100여 개의 대리점을 통한 판매망을 구축하고 있다. 또한 광주광역시에 생산공장과 충청북도 음성에 물류 서비스 센터를 운영 중이다.

건물, 아파트, 각종 산업에서 인체의 심장과 같은 역할을 수행하는 펌프는 전세계 전력 소비량의 10%를 차지하는 에너지 다소비 기기로, 효율성이 가장 중요한 평가 요소다.

한국그런포스펌프는 제품의 효율성을 높이 평가받아 국내 업계 최초로 고효율 펌프 인증서를 획득했으며 현재까지 총 100개 이상의 고효율 인증서를 보유하는 등 업계의 기술표준을 선도하고 있다.

또한, 한국그런포스펌프는 펌프 에너지 진단 시행을 통해 최적화된 맞춤형 펌프 솔루션을 제공함으로써 실질적인 에너지 절감을 실천하고 있다. 그리고 2009년, 한국 정부로부터 에너지 절감에 기여한 공로를 인정받아 글로벌 기업 사상 최초, 펌프 업계 최초로 에너지 절약 유공자 포상의 최고 수훈인 ‘은탑산업훈장’을 수훈하기도 했다. 또한 2018년에는 석탑산업훈장을 수상하는 등 유사 업계의 모범으로 자리 잡고 있다.

회사 관계자는 “그런포스펌프는 국내 시장에 고품질 및 고효율 펌프 솔루션의 공급을 통해 국내 산업발전과 국가 에너지절감에 이바지해왔다”며 “향후에도 한국 사회의 일원으로서 더욱 책임 있는 기업 활동과 지역사회 발전을 위한 지속적인 투자를 통해 ‘모범적인 글로벌 기업’으로 자리매김할 것이다”라고 말했다.


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