댄포스는 넷제로(Net-Zero) 빌딩에 대한 고찰과 HVACR 산업에서 새로운 작업 방식을 발굴하기 위해 진행 중인 글로벌 시리즈 RETNK Live의 일환으로 5월 25일(수) ‘상업용 빌딩의 에너지 효율 잠재력를 열다’라는 주제로 웨비나(온라인 세미나)를 개최했다.

이번 웨비나에서 장정호 매니저는 “빌딩은 전 세계 이산화탄소 배출량의 40% 가량을 차지하는 만큼 미래형 도시를 만드는데 탈탄소화는 매우 중요하다”라며 댄포스의 넷제로 빌딩에 효율적인 HVAC 솔루션과 구성요소에 대해 소개했다.

세계 각국은 2015년 파리협정을 통해 세계 평균기온 상승폭을 1.5℃ 이내로 제한하는 안을 채택한 이후 기후위기 극복을 위해 나라별로 탄소 감축 목표량을 제시하고 있으며 우리나라도 참여해 할동하고 있다. 만약 지구 기온 이 1.5℃ 올라가면, 50년에 한 번 나타났던 극한 폭염이 5년마다 발생하고 해수면이 상승하고 또 자연발화로 인한 화재 등으로 인해 지구생태계가 급격히 파괴된다.

장정호 매니저는 “정부 정책 등 이산화탄소 배출량을 '제로(0)'로 만드는 탄소중립(Net- Zero) 방향을 보면 에너지를 기존의 화석연료가 아닌 재생 에너지로 전환하는 것에 비중을 더 두고 있는 경우가 많다”라며 “빌딩, 산업, 저온창고, 자동차 등 다양한 분야에서 에너지 효율을 높여 줄일 수 있는 탄소배출 폭이 신재생에너지보다 더 크다”고 언급했다.

이어 장 매니저는 “재생에너지와 에너지효율을 같이 사용하면 CO2 배출량을 80% 절감할 수 있지만 에너지효율화 만으로도 2040년까지 전 세계 CO2 발생량의 44%를 줄일 수 있다”고 강조했다.

장정호 매니저는 우리나라의 탄소중립 노력에 대한 현실을 기후행동트래커(climateac- tiontracker)라는 사이트에 제시한 자료를 통해 지적했다.

기후행동트래커에 따르면 한국은 전체적인 정책이나 방향, 액션, 플랜 등 향후 지구온도 1.5℃ 상승을 막는 걸 목표로 하는 국제사회 노력과는 동떨어진 ‘대단히 부족한’(highly insufficient) 나라로 평가하고 있다. 한국과 같이 행동하면 지구 평균기온 상승을 1.5℃에서 막을 수 있는 게 아니라, 3~4℃까지 올라간다고 예측했다.

장정호 매니저는 “최근 세계적인 탄소중립 트렌드에 따른 RE100 이행과 ESG경영 등이 대두되면서 화석에너지 소비가 많은 우리나라는 해외시장 수출 등 여러 가지 측면에서 제약을 받을 수 있다”라며 “탈탄소화는 미래 방향성이므로 당장 비용적인 부담이 따르겠지만 정책 방향의 변화가 필요하다”고 강조했다.

이어 “탈탄소화의 정책변화와 더불어 집중해 서 봐야 할 것은 에너지 사용량이 많은 부분을 찾아 좀더 효과적으로 에너지를 사용할 수 있도록 개선하는 것”이라며 “건강한 지구의 미래를 위한 지속가능한 성장의 열쇠는 ‘도시’”라고 언급했다.

발표 자료에 따르면 지구 땅의 약 3% 정도가 도시의 면적이다. 하지만 전 세계 에너지의 60~70%를 도시에서 소비하며 CO2의 75% 도시에서 발생시키고 있다. 지금도 도시는 1분에 10,000SqMt로 증가하고 5일마다 파리 면적만큼 확장되며 1년에는 일본 크기만큼 도시가 확장되고 있다.

장정호 매니저는 “기후변화 목표를 달성하기 위해 도시의 에너지 시스템을 혁신해야 한다”라며 “댄포스는 5대 글로벌 메가 트렌드를 전개해왔고 그중에 도시화가 포함돼 있다”고 강조했다.

댄포스의 5대 글로벌 메가 트렌드는 디지털화, 전기화, 도시화, 식품 공급, 기후변화로 대표되며, 오랜 기간 축적해온 에너지효율 전문 기술을 활용해 식음료·조선 해양·상업용 빌딩·콜드체인·하이브리드화·배터리 등 국내의 여러 산업에서 시장 경쟁력을 키워나가고 있다.

장정호 매니저는 “도시에서도 사람들이 90% 가까운 시간을 보내는 오피스빌딩, 주거 시설, 병원, 리조트, 데이터센터 등 다양한 용도의 빌딩은 에너지를 굉장히 많이 사용하고 있다”라며 “에너지소비의 40~42%를 건물에서 담당하고 있으며 20~25%의 CO2를 배출하고 있다”고 말했다.

이어 “국제적인 탄소규제도 점차 강화되고 있으며 국내에서도 2030년 제로에너지빌딩 의무화 등 여러 규제들을 통해서 2050년 Net-Zero 달성을 위해 노력 중”이라며 “댄포스의 다양한 에너지효율 솔루션과 기술들은 빌딩의 요구사항에 광범위한 애플리케이션 및 환경에 효율적인 HVAC 솔루션과 구성요소를 제공한다”고 말했다.

건물, 에너지소비 40% 이상 담당, CO2도 20~25% 배출

댄포스의 빌딩에 혁신적인 HVACR 솔루션은 전체 시스템의 효율성을 15~20% 향상시킬 수 있다. 또 전 세계 Green Mark 표준을 충족하고 있으며 IBMS 및 클라우드와 쉽게 통신이 가능해 미래를 대비한 통합 디지털 솔루션에 최적화돼 있다.

일반 상업용 빌딩의 HVAC 설비 중 냉동기가 전기에너지를 가장 많이 사용하고 있으며 그 뒤를 이어 펌프, 팬의 전기사용량이 많다.

장정호 매니저는 ”댄포스의 주력 제품은 건물이나 공장, 냉장창고, 물류센터 등을 짓거나 리뉴얼할 때 냉동기나 냉각탑, 펌프 등에 적용하거나 냉동공조라인에 설치해 기기 성능개선과 효율향상, 에너지 절감, 탄소저감 그리고 IoT 융합을 통한 제어성 향상 등에 반드시 필요한 에너지효율 솔루션“이라며 △오일프리 컴프레서 ‘터보코’ △EC+시스템 △인버터 모니터링 시스템 △밸런싱 컨트롤/AB-QM △NovoCON을 사용한 AB-QM의 에너지효율성에 대해 소개했다.

터보코(Turbocor)는 오일이 전혀 사용되지 않는 오일프리 자기베어링 컴프레서로 칠러를 구성할 때 가장 심플하게 적용할 수 있다. 시스템 구성이 복잡하지 않기 때문에 장애 요소도 훨씬 덜하고 더 안전하게 사용할 수 있다.

일반적인 스크류 컴프레서에 비해 부분부하 효율이 약 40% 정도 향상되고 약 8dBA 정도 소음이 적어 고가의 감음장치가 필요 없다. 특히 컴프레서에는 인버터가 기본 탑재돼 대수제어 및 인버터 제어가 동시에 가능하다. 연간 운전비용은 전부하시 수냉식 스크류 냉동기와 터보냉동기 대비 54.8%, 39.3% 절감되고 50% 부하시 64.1%, 46.2% 절감된다.

EC+시스템은 IE3 이상의 효율 클래스로 VLT HVAC Drive와 고효율 모터 기술을 적절히 조화시켜 기존 공조팬 대비 30%, EC팬 대비 10~15% 정도 에너지절감 효과를 거둘 수 있다. HVACR제어의 효율적 수단이며 모터의 효율성 제고, BMS 제어 통합성이 우수하다. 특히 500pascal에서 150,000CFM 풍량이 가능하고 플러그팬 및 EC팬과 비교시 노이즈 레벨이 적다.

장전호 매니저는 ”부분부하에서 에너지절감 효과가 더 크며 특히 전체 시스템에 도입시 80~85%의 공조에너지 절감 효과를 기대할 수 있다“라며 ”댄포스의 인버터는 추가적인 센서 없이 모터의 전류신호를 분석하고 모터와 애플리케이션의 폴트 진단과 연계해 모터 권선의 이상을 감지하며 구동축 미스얼라이먼트 측정 등을 통해 고장을 사전에 감지해 통보하므로 안전하게 사용할 수 있다“고 강조했다.

댄포스의 AB-QM 압력 독립형 밸런싱 및 제어 밸브는 HVAC 난방 및 냉방 시스템을 위한 제어 기능과 다이나믹 밸런싱 솔루션을 모두 제공한다. 100% 밸브 권한을 가지면 저유량 조건에서도 제어 품질과 정밀도가 향상된다. 각 터미널 유닛의 냉난방 에너시 소비량을 모니터링하며 에너지 소비량은 시간경과에 따른 건물 성능을 파악하고 에너지절약 가능성을 확인하는데 사용될 수 있다. 또 고급 에너지 관리 알고리즘을 내 장해 시스템 효율성을 최적화하므로 15~20%의 에너지절감 효과를 기대할 수 있다.

NovoCon을 사용한 AB-QM 복합밸브의 완벽한 온도제어

디지털 액츄에이터 NovoCon은 댄포스의 복합밸브 AB-QM에 맞춤 제작돼 우수한 HVAC 시스템 성능과 스마트한 건물 관리 솔루션의 완벽한 조합을 제공한다. NovoCon은 정확한 유량제어를 위한 AB- QM 복합밸브(PICV)를 위한 디지털 IoT 버스 액추에이터이며 SonoSensor 30 및 Sono 3500 M D-Ⅱ유량계, 온도센서로 20l/h에서 최대 370㎥/h의 다양한 설계 유량에 적합하다. 터미널 장치, 공조기, 냉각기 및 기타 대용량 애플리케이션용 냉난방용 유량 제어를 위한 혁신적인 액추에이터이다.

장정호 매니저는 ”NovoCon을 위한 AB- QM 복합밸브 시스템은 정부하 및 부분부하에서도 완벽한 온도제어가 가능하고 접속된 IoT 구동기를 활용한 실시간 원격제어로 빌딩의 냉난방 에너지 사용량의 투명성을 확보할 수 있다“고 말했다.

이어 장정호 매니저는 ”넷제로 빌딩의 목표달성을 위해 전력망의 탈탄소화, 건물 공간과 온수난방의 전기화, 에너지 수요를 줄이기 위한 효율성 개선, 필요한 유연성을 제공하기 위한 디지털화 등이 중요하다“라며 ”ROI 검증이 필요하겠지만 단순히 코스트만 보지 말고 현 세대가 살고 있는 지구를 잘 보전해 다음 세대에게 지속가능한 지구환경을 물려주기 위한 노력이 절실하다"고 강조했다.