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플랙트우즈코리아 김지연 과장
열교환기 활용 배기열 회수 시스템 ‘리쿨러(ReCooler)/에코넷(eCOneT)’
플랙트우즈코리아 김지연 과장은 ‘최신 공조설 비에서 열교환기를 활용한 배기열 회수 시스템 소개’ 주제발표에서 로터리타입 열교환기를 활용한 히트펌프공조기 ‘리쿨러(ReCooler)’와 런 어라운드 코일의 단점을 개선한 ‘에코넷(ECONET)’에 대해 소개했다.
김 과장의 발표에 따르면, 히트펌프공조기 ‘리쿨러’는 냉난방, 환기, 컨트롤러 기능이 한 대의 기기에 다 집약되어 있다. 공기조화기에 전열교환기와 히트펌프가 포함되어 있어서 기존 시스템처럼 냉난방을 위해서 콘덴싱 유닛이나 별도의 냉동기, 보일러를 연결할 필요도 없다.
김지연 과장은 “리쿨러는 플러그 앤 플레이 (plug and play) 타입으로 공장에서 조립과 테스트를 마치고 고객에게 인도되는 제품으로서 별도의 설치공사 없이 전원만 공급해주면 바로 사용이 가능하다.”고 설명했다.
플랙트그룹은 이 리쿨러를 1993년부터 공급하고 있다. 처음에는 두 개의 코일과 압축기로 이루어진 히트펌프 모듈로서 공조기에 삽입되는 하나의 블록이었지만 콤팩트하면서 고효율인 제품을 원하는 고객의 니즈 변화에 따라 지금의 히트펌프 타입 리쿨러가 개발됐다.
김지연 과장은 “히트펌프 타입 리쿨러는 에너지 효율이 가장 높은 로터리 타입을 양 코일 사이에 배치해 다시 한 번 더 열을 회수하도록 설계되어 효율은 높아지고 사이즈는 더욱더 컴팩트해질 수 있었다.”고 말했다.
리쿨러의 쿨링모드를 보면 쿨링모드 양 옆으로 팬과 필터가 붙어서 히트펌프 공조기가 완성이 된다. 이 쿨링모드는 리쿨러에서 가장 중요한 요소다. 쿨링모드는 히트펌프 유닛과 전열교환 로터리를 포함하고 있다. 전열교환 로터리는 특수 코팅을 해 겨울철 극저온 환경에서도 결빙이 발생되지 않도록 설계됐다.
김지연 과장은 “일반적인 전열교환기가 영하 13℃~18℃에서 결빙이 생기는데 반해 리쿨러에 포함된 열교환기는 영하 24℃부터 얼기 시작한다.”며 “그만큼 낮은 온도에서도 안정적인 시스템을 제공할 수 있으며 에너지를 절약할 수 있다는 뜻으로 해석할 수 있다.”고 강조했다.
플랙트우즈코리아 로터리 타입의 특징 중 하나는 보통 열교환기가 폭이 150~200mm인 것 비해 270mm를 적용한 점이다.
김지연 과장은 그 이유에 대해 “효율과 압력 사이에서 270mm가 가장 최적의 사이즈였다.”고 말했다. 보통 열교환기 폭 200mm를 270mm로 늘리면 열효율은 약 2%, 습도효율은 약3% 이상 효율 차이를 보인다.
리쿨러는 이런 차이를 양 코일 사이에 전열교환 기가 배치해 해결했다. 이렇게 배치함으로써 전열 교환기가 부하를 처리하고 나머지 부하는 뒤쪽에 있는 코일에서 처리해 에너지효율은 높아지고 사이즈는 더욱더 콤팩트해졌다. 보통 히트펌프 공조기가 32℃에서 운전될 때 리쿨러의 코일은 27℃ 혹은 열교환돼서 그 보다 낮은 온도에서 운전되기 때문에 여러 가지로 많은 이 점을 가질 수 있다.
리쿨러의 히팅 모드도 마찬가지이다. 겨울철에 히트펌프를 가동할 때 가장 맞닥뜨리는 문제가 바로 적상이다. 이 증발기 표면의 공기 중에 있는 수분이 표면에 앉으면 서리가 생긴다. 이것을 적상이라고 하는데 이 적상은 증발기에 여러 가지로 악 영향을 미친다. 하지만 리쿨러는 패키지로 되어 있기 때문에 이런 적상 부분에 있어서도 더 많은 이 점을 가질 수 있다.
김지연 과장은 “리쿨러는 제품 하나만으로 실내에서 쾌적한 냉난방이 가능하다.”며 “개별운전 이 필요한 곳, 또 증축이나 리모델링 시 기계실이 협소해서 냉동기나 보일러를 설치할 수 없는 곳에 가장 최적의 대안이 될 수 있는 시스템이다.” 라고 강조했다.
김지연 과장은 런 어라운드 코일의 단점을 개선한 에코넷(ECONET COIL)에 대해서도 소개했다. 런 어라운드 코일은 교차오염이 전혀 없어 급기와 배기를 분리해서 설치할 수 있는 장점도 있지만 현열교환기다보니 효율이 약간 떨어진다.
또 다른 열교환기와 다르게 배관이나 펌프가 필요하고 설치와 유지보수가 어려운 문제를 가지고 있다. 아직 국내에는 적용현장이 많지 않아서 검증이 되지 않았다는 문제도 있다.
김지연 과장은 런 어라운드 코일의 이런 단점을 개선한 제품이 에코넷(ECONET COIL)이라 고 설명했다. 기존 런 어라운드 코일은 열교환기 위에 쿨링코 일과 히팅코일이 별도로 필요했지만 에코넷은 하나의 코일로 열교환기 및 쿨링, 히팅 기능을 같이 한다. 세 가지 코일을 하나로 줄임으로 공조 기 자체가 우선 줄어들게 된다. 이 점이 에코넷의 큰 특징 중 하나다.
또한 불필요한 코일을 제거해 구성이 매우 간단해졌으며 동력 손실도 낮아졌다.
김지연 과장은 에코넷의 또 한 가지 특징은 “기존 런 어라운드 코일에 비해 효율을 많이 높였다는 점인데 이 효율의 차이는 부분부하 시 더 크다.”며 “전부하일 때는 효율이 10% 정도 차이가 나지만 부분부하일 때는 20%, 그 이상의 효율 차이를 보여준다.”고 설명했다.
에코넷이 높은 효율을 낼 수 있는 이유는 코일 세 개를 하나로 줄인데서 생기는 효율이다. 기존 제품은 앞쪽 열교환기가 11유로로 설계되어 있고 뒤쪽 쿨링 및 히팅 코일이 6유로로 설계되어 있는데 에코넷은 11유로의 열교환기 코일로 쿨링과 히팅을 함께 하기 때문에 더 높은 효율을 낼 수가 있다.
또 에코넷 코일의 액체는 외기 온도에 따라서 즉각적인 보상이 가능하다. 기존 런 어라운드 코일이 가지고 있었던 단점인 배관과 펌프를 설치해야 되기 때문에 설치와 유지 보수가 어려웠지만 에코넷은 일체형 펌프유닛을 적용해 해결했다.
김지연 과장은 “에코넷은 한국에 아직 소개된 적이없던 신제품이자만 플랙트그룹은 이미 10년 전부터 유럽 시장에 공급, 3000개 이상의 판매실적을 올리고 있다.”며 “에코넷은 100% 교차오염이 없기 때문에 식품이나 제약 공장, 병원 같은 현 장에 쉽게 설치할 수 있다.”고 말했다