​

폐열 이용 흡수냉동기 전문기업 월드에너지

“육상용 이어 선박용 흡수냉동기 시장 선도...”

- 설비신기술상, iR52 장영실상 수상

- 유럽 크루즈선 냉동기 시장 본격 공략

국내 한 중소기업이 선박 자체에서 나오는 엔진 배기열(온수, 스팀, 폐열원 등)을 이용해 냉수를 만들어 선박이나 해양구조물의 실내를 냉방하는 친환경·고효율 선박용 흡수냉동기를 개발, 상용화했다. 특히 해외시장, 그 중에서도 유럽 선박용 냉동기 시장에서 큰 호응을 얻으며 점차 시장을 북미, 아시아쪽으로 확대하고 있어 주목된다.

폐열 이용 흡수냉동기 전문업체 주식회사 월드에너지(대표 류진상)가 바로 그 주인공이다.

류진상 대표는 “그동안 꾸준한 기술개발을 지향해온 월드에너지의 노력이 결실을 맺어 객관적으로 인정을 받은 것 같다.”며 “ 개발 단계에서 수많은 시행착오를 겪으면서도 굴하지 않고 제품 개발을 위해 노력해온 개발팀 이하 전임직원이 함께 노력상을 받았다고 생각한다.”고 지면을 통해 감사를 전했다.

월드에너지는 지역난방용 온수를 이용해 구동하는 지역냉방용을 비롯해 엔진의 폐열(Jacket water, Exhaust gas)을 이용한 열병합발전용 또 각종 산업폐열을 이용하는 육상용 흡수냉동기 전문업체다. 이미 국내는 물론 유럽과 미국 등 해외에서도 폐열 이용 흡수냉동기로 널리 알려진 강소기업이다. 

‘고효율형 저온수 2단 흡수냉동기’ 신기술(NET) 인증

월드에너지는 2004년 에너지 절약기기인 폐열회수용 흡수식히트펌프와 지역냉방용 저온수 2단 흡수냉동기와 같은 흡수냉동기 제품의 개발과 판매를 목적으로 설립됐다. 그후 꾸준한 R&D 투자와 연구개발을 통해 지역난방용 저온수 2단 흡수냉동기 개발을 시작으로 고효율 저온수 2단 흡수냉동기, 고효율 직화식 흡수냉동기, 고효율 배기가스 흡수냉동기 등을 개발, 출시했다.

'고효율형 저온수 2단 흡수냉동기'는 신기술(NET) 인증을 획득하면서 신뢰성도 확보했다

.

이 제품은 열원으로 95℃의 온수를 이용해 냉방을 하는 제품으로 물을 냉매로 사용해 진공상태에서 운전되며 하절기 전력피크 해소에 기여할 수 있는 냉동기이다. 기존 1단 흡수냉동기와 비교해 고효율(COP 0.73)로 운전비용이 약 10% 이상 절감되고 냉각수펌프, 냉각탑 크기가 6% 정도 축소되는 등 전체 설치면적을 20% 이상 줄일 수 있는 게 특징이다.

특히 2006년 미국에 130RT 저온수 흡수냉동기를 첫 수출하면서 시작된 해외시장 개척은 최근 핀란드, 네덜란드, 이태리 등 유럽지역과 멕시코 등 중남미 지역, 방글라데시, 대만 등 아시아지역까지 전 세계 시장으로 확대하고 있다.

선박용 ‘냉동기 흔들림 시험테이블 장치’ 자체 개발

월드에너지가 선박용 흡수냉동기 개발에 착수한 것은 2011년도다. 삼성중공업과 구매조건부 신제품 개발사업으로 정부의 개발자금 지원을 받아 개발이 진행됐다. 2011년 6월부터 약 2년간 3억8천만 원의 개발비가 투입됐다.

처음 개발은 선박엔진에서 배출되는 폐열을 활용하는 방법을 찾으려는 에너지절약 목적과 각국의 환경규제를 극복하려는 환경 친화적인 냉동기를 찾는 선박회사의 필요에 의해 시작됐지만 선박용 흡수냉동기 개발은 사실상 오래 전부터 키워왔던 류진상 대표의 꿈이었다.

류진상 대표는 “모 기업 신입사원 시절, 일본에 기술연수를 가서 선박용 흡수냉동기를 보고 나중에 기회가 되면 직접 만들어 봐야겠다고 다짐했던 것이 현실화 됐다.”며 “일본은 그 당시 2차 오일쇼크에서 벗어난 시점으로 그 후 시장 형성이 제대로 되지 않으며 기술이 정체되어 있었다. 우리 회사가 선박용 흡수냉동기를 개발에 착수했던 2011년 무렵 일본 모 기업에서 소형 제품인 30RT 선박용 흡수냉동기를 제품을 내놨다. 그 후 독일에서도 제품이 나왔는데 10RT급의 소형 제품으로 중대형 제품으로는 우리 회사가 처음”이라고 강조했다.

물론 개발과정에서 어려움도 적지 않았다.

그동안 만들오던 흡수냉동기는 움직임이 없는 지상용이었기 때문에 거친 파도로 선박이 흔들리는 악조건에서도 안정적으로 운전하도록 설계하는 것이 관건이었다.

그 과정에서 해상 운전조건과 육상용 냉동기 운전조건은 크게 다르다는 점을 체험하며 하나하나 문제점을 해결해나갔다.

개발을 담당했던 황인섭 부장은 가장 큰 애로점으로 해상의 롤링이나 피칭 등 여러 가지 흔들림 조건에서 냉동기 중량이 4톤 이상 나가는 큰 제품의 성능시험을 할 수 있는 시험기관과 시험설비가 없었다는 점을 꼽았다.

황인섭 부장은 “ ‘폐열 이용 선박용 흡수냉동기’ 시제품 성능시험 초기에는 별 문제가 없었다. 시험 시간이 경과함에 따라 나사가 풀려 냉동기에서 공기가 누설되는 문제에 봉착했다. 해결 방안을 고민하던 중 시험 테이블에 놓여 있던 부품이 미세한 흔들림에 가늘게 떨리면서 부품 위치가 조금씩 이동하는 점에 착안해 문제를 해결하고, 냉동기시험설비는 사람이 균형을 잡기 힘들 정도로 과도한 흔들림이 특징인 놀이기구에서 아이디어를 얻어 유압실린더를 응용한 ‘냉동기 흔들림 시험테이블 장치’를 자체 개발해 시험을 성공적으로 마무리할 수 있었다.” 고 설명했다.

‘폐열 이용 선박용 흡수냉동기’ 핵심기술 다수 국내외 특허등록

일반적으로 흡수식 냉동기는 전기를 구동원으로 하는 전기(압축)식 냉동기와 달리 전기를 거의 사용하지 않는다. 미활용 에너지를 구동 열원으로 사용할 수 있는 것이 가장 큰 차이점이다. 즉 가스, 증기뿐만 아니라 엔진 냉각온수, 배기가스 등 각종 미활용 에너지를 이용할 수 있는 에너지절약형 냉동기다. 또한 흡수식 냉동기는 물(H₂O)을 냉매로 사용하므로 탄소 배출이 거의 없는 환경 친화적인 제품이다.

여기에 선박용 흡수냉동기는 좌우, 앞뒤로 흔들리고 기울어질 수 있는 최악의 운항조건에서도 정상적으로 운영되어야 한다. 또한 해수를 냉각수로 사용하고 있어 부식 환경에서 기기를 유지관리해야 하고 고장 발생 시 서비스맨의 접근이 어려워 엄격한 품질관리가 요구된다.

월드에너지가 상용화한 ‘폐열 이용 선박용 흡수냉동기’는 그래서 더 기술적 가치를 인정받고 있다.

‘폐열 이용 선박용 흡수냉동기’의 핵심기술은 △흡수액과 냉매의 넘침 방지기술 △흡수액과 냉매이송배관 설계 △특별한 구조의 흡수액과 냉매분배장치 △강체보강 구조 설계기술 등이다. 이 핵심기술들은 이미 국내 특허뿐만 아니라 이미 일본, 독일 등 국제특허를 획득했다.

크루즈선 등 여객선용으로 1년에 50대 정도 공급

선박용 흡수식 냉동기는 여객선이나 시추선 등 해상구조물의 선실 냉방에 주로 사용된다.

처음 삼성중공업과 구매조건부로 개발을 시작했지만 국내 조선산업이 위축되면서 주로 유럽 선박회사에 판매되고 있으며 오퍼도 오고 있다.

물론 유럽지역에 진출할 수 있었던 배경에는 선박회사인 삼성중공업과 공동 개발했다는 메리트도 있었다. 또한 유럽에서 개최된 선박 관련 컨퍼런스에 참가해 제품과 관련 기술을 발표하면서 관계자들의 관심을 이끌어낸 것도 한몫했다.

류진상 대표는 “무엇보다 선박의 운항조건을 완벽하게 설계에 반영하고 선박 운항조건에서 성능시험을 완료함으로써 독일의 해사인증기관인DNV GL의 제품인증을 획득, 객관적인 신뢰성을 확보한 것이 유럽시장 진출의 발판이 됐다.”고 강조했다.

현재 월드에너지가 GL인증을 받은 제품은 선박용으로 사용될 수 있는 증기형과 온수형 등 2개 시리즈이며 배기가스형은 시장수요에 따라 추가로 추진할 계획이다. 또한 미국시장에 열병합용으로 공급하는 현재의 제품을 미국의 선박용 제품으로까지 확대해 진출할 계획이다.

월드에너지의 선박용 흡수냉동기는 2015년에 발틱(Baltic)해를 운항하는 크루즈선에 135RT 1대가 첫 설치되어 2년이 지난 지금까지 아무런 문제없이 가동되고 있다. 이런 기술력을 인정받으며 지난해 네덜란드 선박회사에 180RT 1대를 납품했다. 또 올해 들어 유럽 선박회사로부터 이미 135RT 1대를 수주했고 몇 건의 상담이 진행 중이다. 싱가폴 선박회사에서도 오퍼가 들어와 있다.

류진상 대표는 “흡수식냉동기는 육상에서만 사용하는 기술적인 어려움을 극복하고 해상 운송조건에 부합한 폐열 이용 선박용 흡수냉동기를 개발함으로써 흡수냉동기 시장을 확대할 수 있을 것으로 기대된다.”며 “냉방을 위해 전기 대신 엔진 폐열을 이용하는 에너지절감형 냉동기, 또 오존층파괴 물질을 사용하지 않고 자연냉매를 사용하는 친환경 선박기계란 점이 부각되면 크루즈선 등 여객선용으로 1년에 50대 정도 공급할 수 있을 것으로 예상된다.”고 밝혔다.

또한 류 대표는 시장이 확대되면 적용용량도 500RT~1000RT 대형 제품으로 확대될 것으로 기대한다고 덧붙였다. 

직원 70여 명 중 15명이 연구개발 및 설계 인력

월드에너지는 무엇보다 흡수식 냉동기 시장을 주도해 갈 수 있을 만큼 타 업체와 차별화된 인력풀과 R&D 역량을 갖추고 있다. 현재 총 70여 명의 직원 중 15명이 연구개발 및 설계 인력으로 구성될 만큼 품질 확보와 R&D에 박차를 가하고 있다.

월드에너지는 그동안 R&D 투자와 기술축적을 통해 특허 5건, 다수의 실용신안 및 고효율 인증, KARSE 인증 등의 지적재산권과 신기술(NeT)인증, 조달우수제품 지정, ISO 9001(국제 품질인증), ISO 14000(국제 환경인증) 인증, UL 인증. GL 인증 등을 보유하고 있다.

월드에너지의 지난해 매출액은 197억 원으로 매년 꾸준한 성장세를 기록하고 있다. 이런 성장 추세는 올해도 이어질 것으로 전망되며 매출목표는 전년대비 15% 정도 증가한 230억원을 세워 놓고 있다. 수출도 매출대비 2016년 40%에서 지난해에는 60%를 기록할 정도로 급성장했으며 올해는 매출대비 50% 정도 차지할 것으로 전망하고 있다.