한국냉동공조산업협회가 산업통상자원부 산업혁신기반구축사업인 ‘스마트 HVAC(공기조화기술) 실증사업’의 참여기관으로 4차산업혁명 시대에 대응해 HVAC 분야 중소·중견기업들의 기술경쟁력 향상과 인력양성, 그리고 스마트 HVAC 제품군을 실증하고 평가할 수 있는 기준 마련에 본격 나선다.

4차산업혁명 시대로 접어들면서 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 정보통신기술(ICT) 등을 연계한 스마트 기능은 공기조화 산업에도 점차 적용이 확대되고 있다.

HVAC은 공기질 관리를 포함한 냉난방공조기술을 말한다. 최근에는 기존 방식의 정태(靜態)방식 냉난방공조 기술을 넘어 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI), 정보통신기술(ICT) 등 스마트 기술을 적용해 동태(動態)로 사용자의 사용 패턴을 인식하고 실시간 환경을 인지한다.

이를 통해 냉난방과 공기정화 등 복합운전 및 예측운전을 통해 사용자 편의를 최대화하며 에너지 절감을 이룩하는 이른바 스마트 HVAC기술로 발전하고 있다.

제품의 스마트화가 HVAC 산업 발전과 경쟁력 향상에 필수라고 생각하는 국내외 대기업들은 이미 스마트 HVAC 제품 연구에 많은 투자와 진전을 이루고 있다. 그러나 우리나라 중소·중견기업 대부분은 스마트 HVAC 산업에 대한 이해도 부족하고 정보 접근이 쉽지 않은 상태다. 물론 투자도 미흡하다.

정부도 이런 스마트 HVAC 기술 발전의 중요성을 인식하고 지난해 ‘스마트 HVAC(공기조화기술) 실증사업’ 산업혁신기반구축사업을 통해 이 기술의 편의성과 에너지절감 실질 효과에 대한 평가방법 개발, 실증 시스템 구축, 스마트 HVAC 기술 인력양성에 나섰다.

스마트 HVAC 제품군 실증 및 평가기준 마련

산업통상자원부의 2020년 산업혁신기반구축사업 29개 중 하나인 ‘스마트 HVAC(공기조화기술) 실증사업’은 한국산업기술진흥원(KIAT)이 전담기관으로서 한국산업기술시험원(KTL)을 주관기관으로 하는 사업이다. 또 주관기관인 KTL 외에 한국냉공공조산업협회(KRAIA), 홍익대학교, 연세대학교, 화성상공회의소 등이 참여기관으로 공동 참여하고 있다. 총 사업비는 182억7,000만 원이며 2020년 6월부터 2023년 12월까지 43개월에 걸쳐 수행될 예정이다.

한국냉동공조산업협회 권혁중 연구위원은 “스마트 HVAC(공기조화기술) 실증사업은 정부의 4차 산업혁명 대응 추진방향에 발맞추어 기존의 주력산업인 HVAC 분야에서 신성장 동력 확보와 지능화 혁신을 지원하기 위한 사업”이라고 밝혔다.

사업내용은 IoT, AI 기술융합 스마트 HVAC 성능검증 및 실증을 위한 연구개발, 스마트 HVAC 제품군을 테스트하기 위한 동적시험 환경구현이 가능한 환경 챔버 7종 구축, IoT, AI 기능 결합에 의한 제품 성능향상(에너지 성능, 사용자 편의성, 소프트웨어, GS인증, 제품 신뢰성) 시험평가 컨설팅 등의 기술지원이다.

실증평가 항목은 기본 냉난방 능력 및 효율시험, 가변환경시험, IoT, AI 기능에 의한 성능향상을 비롯해 공기청정화 능력시험, 냉난방, 공기청정 복합환경시험, 실시간 비전인식시험, AI 알고리즘에 의한 제품 최적화 검증시험 등이다.

권혁중 연구위원은 “협회는 스마트 HVAC(공기조화기술) 실증사업 중 향후 급변하는 HVAC 시장 환경에 선제적으로 대응할 수 있는 업계 중소·중견기업들의 기술경쟁력 제고와 IoT, AI 기술이 결합된 스마트 HVAC 제품군을 실증하고 평가할 수 있는 기준을 마련, 또 스마트 기술 접근이 어려운 중소·중견 HVAC 업체에 기술적용과 확산을 위한 교육사업을 맡아 올해부터 본격적으로 진행하게 된다.”고 밝혔다.

우선 협회는 스마트 HVAC 제품군별 협의체를 구성하고 네트워크 활동을 통해 스마트 제품 평가방안을 마련하게 된다. 협의체는 △가정용(냉난방, 공기청정, 융복합 제품 등) △상업용(멀티에어컨, 히트펌프, 신재생 제품 등) △건물설비용(환기장치, 항온항습기, 공기조화기, 팬 등)으로 구성하게 되며 제품군별 KS 또는 단체표준 스마트 기능 평가방법(안)을 제시한 후 음성인식, 비전인식, 소프트웨어 보안 등 스마트 기능별 협의체도 구성할 예정이다.

또 HVAC 중소·중견기업을 대상으로 한 스마트 HVAC 관련 기술교육은 2021년부터 2023년까지 매년 반기별 1회씩 각 20명 내외로 신청을 받아 HVAC분야와 인공지능(AI) 및 사물인터넷(IoT), 정보통신기술(ICT) 분야의 교육을 실시하게 된다.

교육과목 중 HVAC기초 분야는 공기조화, 열펌프, 공기청정, 신재생에너지 관련 기초이론과 스마트 HVAC 개요 등에 대한 교육이 12시간 실시된다. 또 인공지능(AI) 분야는 인공지능 개요, 딥러닝을 위한 수학, 신경망 시작하기, 다층·합성곱·순간 신경망의 이해 관련 14시간, 사물인터넷(IoT) 및 정보통신기술(ICT) 분야는 기술 개요부터 입력장치·센서·PWM 제어 등 14시간 교육이 이루어지게 된다.

권혁중 연구위원은 “지난해 12월 22일 스마트 HVAC 교육 설명회와 관련 전문가들의 강연회를 개최했었다.”면서 “실제 교육은 올해 처음 시작하는 것으로 상·하반기 교육내용과 수강 업체 관계자들의 피드백을 통해 실무에 활용할 수 있는 내용과 난이도 등을 종합 점검해 다음 해 커리큘럼에 반영할 계획”이라고 말했다.

올해 상반기 교육은 2월 중순 신청을 받아 3월말 경부터 5월 초까지, 하반기 교육은 9월 초부터 10월 말까지 시행될 예정이다.

스마트 HVAC 실증사업, 중기 해외 경쟁력 강화에 한몫

스마트 HVAC 제품은 사람을 포함한 목적물의 위치와 움직임을 포착하고 주로 거주하는 위치를 학습해 표적 냉난방공조를 한다. 음성 인식 기능으로 제품을 작동시키거나 AI를 통한 자연어 처리, 외부 기상정보와 사용자 패턴을 AI로 학습해 공조기기를 IoT와 연동제어 한다. 이를 통해 에너지 소비를 줄이면서도 고품질 공기를 공급, 최적의 환경을 조성할 수 있을 것이다. 이는 삶의 질을 향상함은 물론 산업 환경에 매우 중요한 의미가 있으며 에너지 절감에도 많은 기여를 하는 것으로 평가되고 있다.

권혁중 연구위원은 “스마트 HVAC(공기조화 기술) 실증사업을 통해 기반이 구축되면 4차산업혁명 혁신기업들의 연구개발 의욕 고취 및 시험, 평가일정 등을 단축해 연구개발 투자에 대한 촉진을 유도하는 한편 IoT, AI 융복합 신기술 및 신제품 개발에 활용, 관련 신제품 시장 활성화 및 신뢰성 확보, 해외 경쟁력 강화로도 이어질 것”이라고 전망했다.

AI 및 사물인터넷(IoT) 융복합 스마트 HVAC 제품군은 △냉난방기기, 공기청정 복합제품군(에어컨, 난방겸용 에어컨, 공기청정기, 공기청정 복합에어컨, 환기장치 등) △HVAC 연동온도조절장치, 스피커 연동 복합제품(온도조절장치, 스피커 연동 공기청정기, 냉난방 에너지절감 IoT기기 등) △신재생에너지 히트펌프(수열원·지열원·폐열원 히트펌프, 심야전기 히트펌프 등) △항온항습기, 공기조화기, 가스엔진 히트펌프 등 설비류가 포함된다.

권혁중 연구위원은 “스마트 기술은 센서 등을 통해 재실자 유무나 인원수, 또 실내 쾌적도에 따라 온도와 습도, 환기, 청정까지 스스로 알아서 맞춰줄 뿐만 아니라 음성 명령만으로도 간편하게 제어할 수 있다.”면서 “우선적으로 적용할 수 있는 제품으로 팬코일 유닛, 전열교환기, 공기조화를 꼽을 수 있다.”고 말했다.

인천에 ‘한국공기과학시험연구원’ 개원 예정

한편 한국냉동공조산업협회는 이와는 별도로 지난해 6월 산업통상자원부가 산업혁신기반구축사업으로 추진하는 ‘실내 초미세먼지 차단 시스템 고도화 기반 조성사업’ 주관기관으로 선정돼 사업을 수행하고 있으며 인천에 개원 예정인 협회 부설 ‘한국공기과학시험연구원’ 내에 실내 초미세먼지에 대응해 중대형 건물용 공조기기의 환기/청정화 성능을 시험·평가할 수 있는 장비를 구축한다. 또 수요기업의 제품개발과 애로기술 해결을 위한 실증시험, 성능평가 등의 기술서비스를 제공하고 시험평가 기술보급, 기계설비법 시행에 필요되는 냉난방공조 전문인력 양성 등도 수행할 계획이다.

이 사업은 한국냉동공조산업협회가 주관기관으로서 사업을 총괄 추진하고 인천테크노파크, 고등기술연구원, 한국냉동공조인증센터 등이 참여기관으로 컨소시움을 구성해 수행하게 된다. 사업기간은 2020년 6월부터 2023년말까지 4년간이며 국비 80억 원과 인천시 지방비 30억 원 및 민간출연 10억 원 등 총 120억 원의 사업비가 투입된다.