에너지비용 23.3% 절감! 일반적인 VAV의 구현 비용 대비 50% 절감! 실내 쾌적감 15% 향상! VAV 디퓨져 유지관리비용 '0'!

공조엔지니어링 전문기업 엠티이에스(대표 김종헌, MTES)는 최근 기존 변풍량 시스템 대비 설치 및 유지관리 비용은 낮추면서 에너지 효율과 쾌적감은 향상시킨 에너지절약형 변풍량(E-VAV) 솔루션을 선보였다.

E-VAV는 신축건물 적용은 물론 기축 건물에 설치되어 있는 노후화된 정풍량 및 변풍량 시스템의 리뉴얼 대응용으로 최적화된 고효율·친환경 변풍량 공조시스템이다.

일반적으로 정풍량 시스템은 풍량이 일정하고 실내온도에 따라 취출 공기온도를 조절하기 때문에 실내에 쾌적한 온도 제공이 어렵고 유지관리비가 많이 드는 단점이 있었다. 이에 비해 변풍량 시스템은 정풍량 시스템 대비 23% 이상 에너지를 절감하고 온도에 따라 풍량이 변해 실내 재실자의 쾌적감에 대한 만족도가 높아 재실 변화가 많은 업무용 빌딩이나 임대 변화가 빈번한 빌딩에 적합한 공조방식으로 인식되고 있다.

하지만 변풍량 시스템은 이런 장점에도 불구하고 과다한 초기 투자비용 및 많은 유지관리 포인트, 저풍량 시 실내공기질 저하 우려 등에 대한 한계점도 존재한다.

MTES가 선보인 에너지절감형 변풍량(EVAV) 시스템은 기존 변풍량 시스템의 단점을 보강해 고객 니즈에 따라 공조 시스템 최적화 기술을 적용해 선택, 적용할 수 있다.

Helios VAV 디퓨져, 조명 없이도 최대 3주간 작동

E-VAV 솔루션의 핵심기술은 실내조명만으로 동작하는 변풍량 디퓨져와 공조 설계 프로그램인 Aercalc에 의해 선정되는 EC팬, 외기도입을 10~20% 늘려주는 폐열회수기 등이다.

E-VAV의 핵심은 태양광 판넬이 적용돼 주변 광만으로 작동하는 헬리우스(Helios) 변풍량 디퓨져다.

헬리우스(Helios) 변풍량 디퓨져는 공기분배분야의 세계적 리더인 Titus사가 개발한 신기술로 엠티이에스가 국내 독점 공급계약을 체결하고 최근 론칭한 제품이다.

Helios는 실내조명이나 직사광으로 구동되는 새로운 개념의 디퓨져로 보다 정확한 온도대역을 위해 고유한 디지털 로직과 무선 온도제어 시스템을 적용해 적절한 양의 따뜻하거나 시원한 공기를 자동으로 실내에 공급한다.

김종헌 대표는 “실내환기를 위해 각 디퓨져의 최소 풍량은 설치 시 설정되며 설정 이후에는 정해진 최소 풍량부터 완전 개방 시까지 풍량범위에 걸쳐 가장 효율적인 제어가 가능하다”면서 “특히 코안다(Coanda) 효과로 공간의 온도 편차를 최소화한 디자인으로 완전 클로우징부터 오픈까지 단 3초밖에 안걸린다.”고 강조했다.

실내 천장에 쉽게 설계되는 헬리우스 디퓨져 는 벽면에 써모센서와 플러그인 포스트 마스터가 설치돼 있어 무선으로 통신한다. 그러므로 통신선 공사와 전원이 필요 없다.

Helios VAV 디퓨져 및 무선 제어 장치에는 100루멘의 주변 광으로 충전할 수 있기 때문에 외부 전원이 필요하지 않아 설치 비용이 절감되고 에너지 효율성이 향상되는 태양 전지가 장착돼 있다. 조명이 없는 환경에서도 최대 3주간 작동이 가능하다.

한 개의 써모스탯은 단일 구역에서 최대 15개의 Helios 디퓨져를 통합 제어한다. 써모스탯은 물론 솔라판넬로 작동하므로 전원선이 필요 없어 유지보수에 대한 우려도 없다.

Helios VAV 디퓨져는 2017년 AHR EXPO 환기부문 혁신상을 수상했다.

Helios VAV 디퓨져 및 무선 제어는 사무실, 의료 및 교육시설 등의 애플리케이션에 이상적이다.

공조설계 프로그램 ‘Aercalc’ 활용 최적 VAV 시스템 구축

공조 설계 프로그램인 Aercalc은 유럽 공조시장을 선도하고 있는 글로벌 기업 Aermec(에어맥)사의 기술로 엠티이에스는 한국 내 공식 에이전트이다.

E-VAV에는 Aermec사와 협력을 구축하고 있는 NICOTRA, ZIEL-ABEGG, COMEFRI, EBM 등 글로벌 팬 전문기업의 다양한 모델을 현장여건에 맞게 비용 대비 최적의 가성비로 적용 가능하다.

Aermec의 공조 설계 프로그램 ‘Aercalc’로 최적의 EC 플러그팬을 선정해 그동안 공조 시스템의 골칫거리였던 소음 이슈 해결은 물론 팬 효율도 향상시켰다. 또한 정정압 컨트롤을 사용해 추가 자동제어공사가 필요 없다.

E-VAV 시스템에는 ‘Aercalc’로 공간 및 사용패턴 분석을 통해 오염된 배출 공기에서 에너지를 활용할 수 있는 ‘폐열회수 열교환기’도 적용된다. 회수된 에너지는 기존 코일 용량을 유지하면서 외기 도입을 늘리는 역할을 한다.

폐열회수 열교환기는 유로벤트 인증을 받은 현열 열교환기만을 사용한다.

김종헌 대표는 “일반적으로 습도 교환 능력 때문에 전열 열교환기를 선호하는 경향이 있지만 2020년 CONVID-19 여파로 ASHRAE170(감염병 예방을 위한 병원 환기 기준)에 따라 현열 (Sensible) AIR TO AIR 폐열 열교환기를 권장하고 있다.”면서 “2004년 ASHRAE 저널 2월호에 일반 공조와 폐열회수 공조(Recovery)의 에너지 사용 비교 자료를 보면 여름 쿨링 기준 12%의 에너지 절감효과를 입증했다.”고 밝혔다.

건물 에너지 중 70%가 냉난방과 환기 시스템 가동에 사용된다. 건물의 에너지절감을 위해서는 그만큼 고효율 냉난방 및 환기 설비 적용이 필수적이다.

일정량의 환기 풍량을 제외하면 목표 온도와 실제 온도에 따라 풍량 제어하는 변풍량 시스템은 연간 24%의 가까이 에너지를 절약할 수 있다. 하지만 지금까지 변풍량 시스템은 인버터 송풍시스템과 많은 제어 장치들이 필요하므로 시스템 구축에 많은 비용이 들었다.

김종헌 대표는 “이제 더 이상 변풍량 시스템이 복잡할 필요가 없다.”면서 “TITUS사의 헬리우스 VAV 디퓨져와 AERMEC사의 AERCALC 변풍량 공조 시스템 접목을 통해 신규 현장과 리모델링 시장에서 쉽고 경제적으로 변풍량 시스템 도입이 가능해졌다“고 밝혔다.