경동나비엔은 2월 16일(수) 킨텍스 제1전시장 세미나실에서 ‘통합배관시스템 & HEATY HUB 기술세미나’를 건설사 및 설계사무소 등 업계 관계자 120여 명이 참석한 가운데 성황리에 개최했다.

이날 세미나에서는 경동나비엔 유영민 팀장의 △국내 시장현황 및 보급실적, 이수현 부장의 △HEATY HUB 기능 및 필드 품질분석 그리고 해외시장 동향 및 기술분석, 우원엠앤이 황동곤 본부장의 △통합배관 시장 분석 및 장기 개선사항에 대한 발표가 이어졌다.

김용범 경동나비엔 영업·마케팅총괄 부사장은 환영사에서 “최근 난방비 폭탄 이슈가 연일 뉴스에 오르내리면서 우리 비즈니스인 난방과 온수가 얼마나 중요한지 새삼스럽게 깨닫게 된다.”라며 “통합 배관시스템 ‘HEATY HUB’는 지역난방 및 중앙난방 시스템에서 난방과 온수를 좀 더 효율적이고 경제적으로 활용을 할 수 있는 우리의 오랜 경험과 노하우에서 나온 결과물”이라고 언급했다.

이어 “통합 배관시스템 ‘HEATY HUB’는 최적의 난방과 온수를 제공하면서 건축물의 에너지 활용도를 높일 수 있는 대안으로서 또 건축물 설계 시 초기 투자비 절감과 기계설비법 대응 공간 활용도를 극대화시킬 수 있는 아주 효과적인 솔루션이 될 것”이라며 “아시아 최초로 1988년 콘덴싱보일러를 개발해 글로벌 기업으로 성장했듯이 지역난방, 중앙난방시장에서도 통합 배관시스템 HEATY HUB를 통해서 국내 시장은 물론 세계 시장에 진출해 글로벌 제로에너지 시대를 이끄는데 기여하겠다.”고 말했다.

유영민 경동보일러 팀장

보일러사 유일 설계스펙팀 구축…올해 8,000대 스펙인 예상

경동보일러 유영민 팀장은 ‘국내 시장 현황 및 보급 실적 발표’에서 △통합배관 시스템 개요 △업체별 국내 시장 진입 현황 △국내 시장 활성화 노력 △스펙인 & 판매실적에 대해 소개했다.

통합배관 시스템은 기존의 4-Pipe(난방 공급·환수, 급탕·환탕)에서 급탕·환탕 배관 및 급탕 관련 설비를 삭제하고 난방 공급·환수의 2-Pipe로 열원을 공급하고 각 세대에서 필요한 난방과 급탕은 세대 급탕 열교환기인 ‘HEATY HUB’를 설치해서 공급하는 방식이다.

통합배관 시스템 방식의 장점은 우선 사용자의 편의성 증대에 있다.

유영민 팀장은 “그동안 지역난방이나 중앙난방방식은 하절기 난방 중단, 동절기 화상 등의 위험성, 요금부과 신뢰성 저하 등 사용자 불만이 산재해 있었다”라며 “통합배관시스템을 적용하면 사계절 난방이 가능하고 무엇보다 기존의 난방 열량계와 급탕 유량계의 열요금 부과 체계가 하나의 단일 열량계로 가능해져 굉장히 신뢰성이 높아진다”고 언급했다.

또 에너지 손실 비용 절감과 기존 기계실의 급탕 열교환기 및 급탕·환탕 관련 설비가 필요 없어지므로 배관설비 공사 기간 단축 및 공간 활용도를 높일 수 있다. 여기에 환탕관을 없애 온수를 저장해두지 않고 필요시 순간 가열해 온수를 사용하기 때문에 레지오넬라균 등의 유해균 증식을 억제해 급탕 위생성도 향상된다.

이런 통합배관시스템의 특장점으로 인해 △건설사 입장에서는 초기투자비 절감, 공기단축, 공간절약 △소비자 입장에서는 위생성 향상, 에너지요금 절감, 상시 난방, 급탕온도 조절, 단일 계량 △열공급사 입장에서는 차별화 서비스 제공 및 국가 에너지정책에 부응하는 등의 효과를 거둘 수 있다.

유영민 팀장은 “콘덴싱 보일러 마켓쉐어 1위인 경동나비엔에서 2017년 통합배관 시스템 ‘히티허브(HEATY HUB)’를 출시한 후 국내 가정용보일러 메이커 3개사도 시기를 두고 제품을 출시하며 시장에 진입했다.”라며 “제품 특성상 스펙-인이 필요한데 보일러사 중 설계 스펙 작업에 대응할 수 있는 업체는 설계스펙팀을 갖추고 있는 경동나비엔이 유일할 것”이라고 언급했다.

경동나비엔은 2017년 ‘히티허브 & 히티허브 플러스’ 출시 후 중소 건설회사에 스펙인 작업을 통해 2019년부터 납품을 시작했다. 그 후 2020년 SH 강동 리엔파크 시범단지(600세대), 2021년 LH 화성 능동 신혼희망타운(447세대), 하남 감일 푸르지오 마크베르(502세대) 3개 시범단지, 2022년 금호건설 수원 고색지구 오피스텔(800실), 현대건설 양주 옥정 B블록(800세대), 롯데건설 시화 MTV오피스텔(284실) 등 1군 건설사에에 납품하는 성과를 거두고 있다. 특히 지난해에는 실증데이터 기반의 스펙인 영업이 가속화되면서 설계반영 6,712대 및  2,818대를 납품했다.

유영민 팀장은 “다양한 현장 납품과 검증을 통해 판매 실적이 꾸준히 증가하고 있다”라며 “올해는 히티허브 기능 강화 모델을 앞세워 전년 대비 24% 정도 증가한 약 3,500대 판매와 누적 8,000대의 설계 반영이 예상된다”고 밝혔다.

이수현 경동나비엔 부장

누수감지 및 동파, 빠른 급탕 및 예열 기능 통한 안정성 및 편의성 강화

이수현 경동나비엔 기술지원팀 부장은 ‘HEATY HUB 기능 및 필드 환경분석과 해외시장 동향 및 기술분석’에 대해 발표했다.

경동나비엔의 통합배관 시스템 ‘히티허브(HEATY HUB)’는 누수감지 및 동파 그리고 밸브 고착 방지 기능을 통한 안전성 확보와 빠른 급탕 기능을 통해서 사용자 편의성을 더욱 강화했다.

우선 히티허브 내에 누수감지 센서가 부착돼 제품 내에 누수 발생 시 룸폰을 통해서 누수 알림을 디스플레이로 받을 수 있고 또 제품 내부뿐만 아니라 히티허브가 설치된 장소에서 누수 위험성이 있는 곳에 누수감지 센서를 부착하면 동일한 원리로 누수감지 대응 알림을 받을 수 있다.

히티허브는 난방 환수 라인의 6개 온도 센서를 이용한 동파방지 기능도 있다. 온도 센서 위치에서 동파방지 설정 온도 이하가 되면 난방 유량조절 밸브가 열리고 열원을 순환시켜 동파를 방지할 수 있게 된다.

히티허브는 유량조절밸브, 난방열원 유량조절밸브 그리고 믹싱 밸브 등 급탕 제어밸브의 고착 방지를 위해 72시간 동안 밸브 작동이 없을 경우, 밸브를 1회 작동시켜 고착을 방지한다.

이외에 메인 열원 배관과 히티허브 설치 공간까지의 거리가 멀어 출탕 지연시간이 발생할 경우와 입주 초기, 간절기 급탕 사용할 경우 보다 빠르게 급탕을 사용할 수 있는 ‘빠른 급탕 기능’, 그리고 설정된 시간만큼 정지하고 10분 가동해 열원을 순환시켜서 히티허브 내부에 급탕을 미리 데워놓는 급탕 예열기능도 새롭게 추가됐다.

이수현 부장은 “급탕 예열기능은 그동안 국내에서는 거의 적용되지 않고 있었지만 유럽이나 영국 같은 경우에는 사용자가 급탕을 틀게 되면 바로 급탕을 쓸 수 있게끔 하는 필수적인 기능으로 적용돼 있다”고 언급했다.

히티허브는 센서정보와 BMS 연동 기능 등을 통한 유지관리 편의성도 확보했다.

허티허브에 부착된 온도센서 6개와 유량센서 2개, 급탕센서 3개 등을 통해 제품 내 필요 정보를 룸콘으로 확인해 적절한 메인터넌스 대처가 가능하다. 또한 BMS 연동 기능으로 히티허브 컨트롤러와 중앙 관제 시스템을 통신으로 연결해서 열원 생성 정보를 비롯해 밸브 열린 정도, 에러 정도 등을 중앙관제 시스템에서 효율적인 관리할 수 있다.

이수현 부장은 “히티허브는 난방 유량 센서와 난방 유량 제어 밸브를 이용한 각 실별 유량 설정에 따른 메인 유량 비례제어로 복합 밸브 기능을 구현했다.”라며 “지난해 말 ‘중앙난방용 자동 정유량 시스템 분배기’로 한국설비기술협회 단체표준인증을 획득했다.”고 말했다.

이어 이수현 부장은 2019년 1월부터 2022년 12월까지 A/S처리 접수내역과 원인에 대해 소개하며 “A/S센터에 접수된 내역을 분석해 설계 및 생산 품질에 반영, 고객만족을 위해 최선의 노력을 기울이고 있다.”고 전했다.

필드 A/S 처리 내역 201건에 대한 검토 결과, 급탕불량이 127건으로 가장 많았고 그 뒤를 이어 난방불량(46건), 전원불량(25건), 에러 표시(20건) 순으로 나타났다.

경동나비엔은 클레임이 가장 많은 급탕과 난방 불량 관련 대처를 위해 수질분석, 유량조절밸브, 유량센서, 열교환기와 관련된 내용을 검토, 개선을 통해 제품 품질을 강화해 근원적인 클레임 발생 요인을 최소화하고 있다.

기존 4-Pipe 대비 연간 6.2% 에너지 절감효과

히티허브의 에너지절감 효과는 기존 4-Pipe 시스템과 비교해 상당히 높은 것으로 분석됐다.

이수현 부장은 “​한국지역난방공사와 공동으로 지역난방 방식 건축물의 난방·급탕 통합 배관 시스템의 실증 연구 결과, 기존 4-Pipe 단지와 비교해 연간 6.2% 에너지 절감효과가 있는 것으로 분석됐다.”라며 “이 수치는 2018년 대한설비공학회 저널지에 게재된 ‘지역난방 이용 공동주택 통합배관 시스템의 효용성 검증(84㎡ 4개동 332세대 시뮬레이션) 결과인 기존 4-Pipe 대비 약 5.7% 감소와 거의 비슷한 에너지절감 효과가 있는 것으로 분석됐다.”고 말했다.

통합배관의 배관 사이즈는 기존 4-Pipe 난방 배관 대비 횡주관은 동일하게 입상배관은 동일하거나 일부 구간 한 단계 키워야 하는 것으로 나타났다.

이수현 부장은 “난방면적이 작을수록 통합배관 관경이 상대적으로 커져야 하고 반대로 난방면적이 클수록 통합배관 관경은 난방배관 관경과 동일한 경향, 횡주관은 통합배관 관경이 기존 난방배관 관경과 거의 동일한 수준으로 나타났다.”라며 “통합배관 설계 시 단위길이당 단위압력손실 약 20 mmAq/m, 유속 1.5m/s 이하로 검토하고 있는데 통합배관 설계 기준에 대해서는 장기적 개선 사항으로 관련 업계와 협의를 계속 진행 중”이라고 밝혔다.

이수현 부장은 해외 통합배관 시장은 유럽 지역이 가장 활발하게 보급되고 있으며 4세대 지역난방 시스템으로 효율 극대화를 지향을 하고 있다고 소개했다.

통합배관 시스템의 글로벌 시장 규모는 2020년 4조 6400억원이었으며 연평균 7.83% 성장해 2027년 약 7조 8600억원 이를 것으로 예상된다. 국가별로는 지역난방 보급이 활성화된 유럽이 가장 보급률이 높고 북미가 뒤를 잇고 있다.

특히 유럽에서는 저온 열원을 통한 열 손실 저감, 신재생 에너지 및 고효율 기기와의 연계를 통한 전체 에너지 효율 극대화, 레지오넬라균의 번식 억제를 통한 급탕 위생성 향상 등의 시스템으로 많이 적용되고 있다.

제조 메이커의 경우, 국내와 조금 다르게 밸브와 열교환기 업체가 주를 이루고 있으며 일부 보일러 업체가 시장에 참여하고 있다.

이수현 부장은 “국내 세대 급탕 열교환기는 주로 다이렉터 방식이지만 해외 5개 주요 메이커의 경우 국내와 달리 인다이렉트 비중이 조금 높은 편”이라며 “폐열이나 신재생 연계 등 시스템의 확장성과 신규 기계실 확보나 설비 구축이 어려운 기축의 경우에 기계실 없는 방식으로 바로 적용할 수 있는 제품 필요성으로 인다이렉트 타입의 세대급탕 열교환기 개발을 검토 중”이라고 밝혔다.

황동곤 우원엠앤이 본부장

표준기술기준 수립 및 4세대 지역난방 등 고도화 기술 접목 필요

황동곤 우원엠앤이 본부장은 ‘통합배관 시스템의 장기 개선사항’ 발표에서 “국내 통합배관(2-Pipe) 시스템 시장은 최근 3~4년간 실증현장 확대와 제품의 다양화, 그리고 기계설비법 기술기준 강화 등으로 지속 성장 기반을 마련했다.”라며 “시장 확대를 위해 품질 안정성 및 가격 메리트 확보와 더불어 해외 벤치마킹을 통해 4세대 지역난방, 히트펌프 결합, 분산형 전원 보급 확대 등 새로운 비즈니스 모델 접목이 필요하다”고 언급했다.

국내 통합배관 시스템 시장은 2019년 10억8천만원에서 2022년 16억6천만원으로 53.7% 성장했다. 4년 평균 시장규모는 약 12억9천만원으로 아직 시장이 크게 활성화되지는 않았지만 LH 시범단지의 시스템 안정성 검증 및 건설사 채택 현장의 실증데이터가 늘어나면 시장의 가파른 성장세가 예상된다.

황동곤 본부장은 “현재 통합배관 시스템의 세대 급탕 열교환기는 경동나비엔, 린나이, 귀뚜라미 등 가정용 보일러 메이커에서 다양한 제품이 출시되고 있어 건설사나 설계사무소 등의 선택 폭은 넓어졌다.”라며 “하지만 설계사무소나 건설사 입장에서 제품 스펙인(Spec-In)시 품질의 안정성 및 신뢰성에 더해 가격적인 메리트가 크게 작용하는 만큼 국내 현장에 맞는 제품 고도화에 지속적인 노력이 필요하다.”고 말했다.

지역난방 및 중앙식 난방방식에 적용되는 통합배관 시스템은 2014년 구성이엔드씨에서 세대 급탕열교환기를 처음 선보인 후 2017년 경동나비엔에서 ‘히티허브’ 제품을 출시하며 태동한 만큼 시장 잠재력이 큰 시장이다.

현재 LH의 아산탄정, 화성 동탄/SH 고덕지구, GS건설 부산 에코 델타시티(EDC), 노원구 제로에너지주택(노원 Ez센터), 현대BS&C 고양 삼송 헤리엇 등에서 시범사업 및 1군 건설사 채택을 통해 어느 정도 시스템 안정성이 검증돼 있다.

특히 기계설비법 기술기준이 강화되면서 샤프트 내 배관 및 덕트의 설치 간격이 증가돼 PD(Pipe Duct) 공간 내 설계 어려움이 해소로 되면서 통합배관(2-Pipe) 시스템 설계에 유리해진 측면도 있다.

이 기술기준에 따르면 배관과 벽 사이 200mm, 배관과 배관 사이 150mm 또 유지관리를 위해 배관 전면부와 구조물 사이의 유효폭 900mm 이상 등 설치 간격이 증가됐다.

황동곤 본부장은 “통합배관시스템은 기존에 난방과 온수공급(급탕)을 별도의 배관으로 구성해 총 4개의 파이프를 이용하던 방식과 달리, 보일러의 열교환기 역할을 하는 통합배관시스템(2-Pipe)을 각 세대 내에 설치해 필요한 순간에 난방과 온수를 사용할 수 있도록 한 제품이다"라며 ”적용되는 배관이 줄어 기계실 면적도 LH 자료에 따르면 20~30% 정도 축소 가능하다.”고 언급했다.

이어 “지역난방 보급 확대 정책에 맞춰 통합배관 시스템 효용성을 고려한 다양한 설계 기법의 접근이 필요하다.”라며 “단일(난방) 열교환기 설비 설치에 따른 기계실 공간 절약이 약 12%인 만큼 건축 측면에서 주차공간 등 대체 용도로 활용할 수 있다.”고 덧붙였다.

황동곤 본부장은 시장 활성화를 위한 관련 기술의 고도화 전략에 대해서도 언급했다.

유럽은 저온 직공급 방식의 4세대 지역난방(LTDH, Low-Temperature DH)이 많이 도입이 되고 있는 추세다. 4세대 지역난방의 핵심기술은 난방시 70℃ 온수를 직접 열교환하고 급탕은 별도 열교환기를 설치한다. 기존 4관식 시스템 대비 통합 배관 시스템은 연간 열손실 24% 감소효과를 기대할 수 있다.

특히 히트펌프, 분산형 전원 등과 같은 시스템과 결합이 가능해 한 번 쓰고 남은 열을 다시 사용할 수 있어 난방에서 탄소중립을 이룰 가장 효과적인 수단으로 꼽힌다.

하절기 바이패스 대신 히트펌프를 통해 온도를 보정하면 연간 열손실 33% 감소 효과를 기대할 수 있다. 기존 통합 배관 시스템 대비 절감효과는 9% 증가한다.

또 단독주택용 통합배관 시스템이 개발되면 통합 열교환기 설치를 위한 분산형 전원 보급 확대로 시장 활성화를 기대할 수 있다.

황동곤 본부장은 통합배관 시스템의 시장 확대를 위해 개선해야 할 기술적·제도적 문제점에 대해서도 지적했다.

통합배관 시스템은 동절기 장점 대비 난방부하가 거의 발생하지 않는 하절기 급탕 공급을 위한 과도한 유량이 열 손실을 증가시킨다. 하절기 열 손실의 기술적 보안을 위해 최상층에 입상 루프 바이패스 배관을 설치하든지 유럽과 같이 급탕예열 기능을 적용하는 방안을 고려해야 한다.

황동곤 본부장은 통합배관 시스템 시장은 제도적으로 기술기준 정립 및 활성화 기반도 미흡하다고 지적했다.

기술기준의 경우 LH, 한국지역난방공사, 대한설비공학회 등의 기술기준은 세대 내 급탕 열교환기 용량 선정방식, 기계실 통합 열교환기 선정방식, 입상 관경 설계 방식 등이 상이해 표준화된 기술기준 수립이 시급한 실정이다.

또 통합배관 시스템의 신뢰성 구축을 위한 출탕온도를 만족하는 제품 성능, 기존 4관식 시스템 대비 투자비와 운영 유지비 절감 방안 등 추가적인 검증과 연구활동 필요성도 제기했다.

여기에 녹색건축 인증, 제로에너지건축물 인증과 같이 제도적으로 인센티브를 받을 수 있는 환경 구축 및 관리주체 명료화 등 제도적 기반 강화도 언급했다.