㈜이디세븐, ED7 인버터 항온항습기 출시

관리자
2020-01-02


▲ ED7 인버터 항온항습기


- 세계 최초 폐열회수형 인버터 항온항습기

- 기존 제품 대비 에너지 비용 60~80% 절감

                                            김민영 기자(miakim17@naver.com)

㈜이디세븐이 세계 최초로 폐열회수형 인버터 항온항습기 ‘ED7 인버터 항온항습기’를 개발해 선보였다. ㈜이디세븐이 야심차게 출시한 ED7 인버터 항온항습기는 에너지 과소비와 과대한 전기 수전용량이라는 단점을 가진 기존 항온항습기에 비해 에너지 소비량과 탄소배출량을 혁신적으로 절감시킬 수 있는 고효율 친환경 제품이다. 

기존 항온항습기는 압축기와 응축기, 팽창밸브, 증발기 등을 주요 구성품으로 하는 에어컨 방식으로 에너지 소모가 클 수밖에 없었다. 항온항습을 위해 냉각된 공기를 다시 가열하는 재열기로 전기히터를 사용하고 가열로 인해 습도가 설정값 이하로 낮아지면 이를 제어할 목적으로 전기열원 가습기를 사용해왔기 때문이다.

이러한 방식은 압축기 운전으로 공기를 냉각한 후, 전기히터로 재가열하여 설정온도로 상승시키기 때문에 공기온도 하락과 가열의 2중 에너지 소비가 발생했다. 여기에 더해 실내 습도가 설정습도 이하로 하락할 경우에는, 가습기 운전으로 3중 에너지 소비를 통해 항온 및 항습이 이루어졌다.

이와 같은 에너지 과소비 문제를 해소하기 위해 정부도 고효율기기 항온항습기 인증기준을 마련하여 시행하고 있으며, 이에 따라 항온항습기의 수요도 크게 증가하고 있다. 특히 다양한 환경 조건에서 전력소모를 대폭 저감할 수 있는 혁신적인 제품이 요구되고 있는 상황이다. 

㈜이디세븐은 이러한 시대적 요구를 반영하여 세계 최초로 혁신적인 폐열회수형 인버터 항온항습기를 개발해 상용화하는 데 성공했으며, 최근 해외수출 전략을 위해 발명특허 PCT를 출원했다. 

이종국 ㈜이디세븐 대표는 “ED7 인버터 항온항습기는 재열기의 열원으로 전기히터가 아닌 실외기의 방열폐열을 재활용하여 수전용량을 50% 이하로 낮추어 에너지 소비량을 저감하며, 탄소배출량도 50% 이상 저감할 수 있는 혁신적인 제품”이라고 소개했다. ED7 인버터 항온항습기(폐열회수형)는 녹색기술인증과 녹색제품확인을 통해 혁신적인 기술력을 입증했다. 녹색기술인증결과는 기존 기술대비 54.8% 전력절감 및 탄소발생 저감율 50% 이상을 달성했다는 인증검토 결과를 받게 되었는데, 여기에는 수전용량 감소 및 피크전력 감소로 인한 전기 기본요금은 포함되지 않았다.

이종국 대표는 “㈜이디세븐이 개발한 히트펌프 방식의 ED7 인버터 항온항습기는 기존 항온항습기 패러다임을 완전히 바꾼 획기적 혁신의 결과물”이라며, “BLDC 압축기로 인한 피크전력 감소와 정밀한 온습도 제어 부하에 적합한 제어와 획기적 수전용량 감소로 기존 항온항습기에 비해 60~80% 규모의 에너지 비용 절감이라는 커다란 선물을고객에게 제공하게 될 것”이라 자신했다.


▲ 전기히터 대체 응축폐열 재열기를 사용한 ED7 인버터 항온항습기


ED7 인버터 항온항습기의 기술적 특성

ED7 인버터 항온항습기는 기존 항온항습기의 전기히터를 냉매 열교환기로 대체하여 실외기의 응축폐열을 냉매 열교환기로 보내어 습도제어를 한다. 이를 통해 직팽식 항온항습기로는 어렵다는 상대습도 40% 제어도 수월하게 달성할 수 있게 되었다.

또한 BLDC 인버터 압축기를 사용하여 실내 설정온도에 따른 PID제어로 정속형 압축기로는 힘든 회전수 제어가 가능해져 에너지 저감 효과가 커졌다. 즉 실내 설정온도에 거의 근접하게 되면, BLDC 인버터 압축기는 최저 속도로 회전하게 된다. 

하지만 기존 항온항습기는 실내 설정온도에 도달해도 실내 설정습도에 도달하지 않은 경우, 100% 운전을 지속해왔다. 이는 계속되는 정속형 압축기의 운전으로 인한 온도하락 보상을 위해 전기히터가 가동되기 때문이다. 즉 기존 항온항습기는 실내 설정 온도를 맞추기 위해 압축기와 전기히터의 조합운전이 필요했다. 

그러나 ED7 인버터 항온항습기의 경우, BLDC 인버터 압축기로 과도한 전기에너지를 사용치 않고도 수월하게 설정온도를 제어할 수 있다. 또한 습도를 제어하기 위해, 재열기로 보내지는 방열량은 실외기의 팬 운전을 통해 제어되어 별도의 에너지원를 필요로 하지 않으며, 습도제어에 필요한 에너지는 이 폐열에너지로 감당하게 된다. 

또 하나의 장점은 냉각된 조화공기(14℃~20℃)로 재열기(폐열에너지 사용) 내부의 냉매를 추가로 과냉각시키게 되는데, 실외기의 외기로 냉각하는 효과보다 냉매 냉각효과가 매우 높아서 제습재열 운전을 하는 경우, 고압이 안정적으로 낮아지며 이 과냉각만큼 냉각능력 상승 및 COP가 높아지는 효과를 추가로 얻게 된다. 


부분부하 30%, 60% 운전특성

아래의 표는 ED7 인버터 항온항습기와 기존 항온항습기의 부분부하 30%와 60%인 경우의 운전특성을 표로 만든 것이다. 먼저 부분부하 30% 운전특성의 경우, 정속형 압축기를 적용한 기존 항온항습기는 무조건 100% 운전을 하므로 70%는 과냉각이 되어 이 70% 과냉 보상을 위해 전기히터인 재열기가 70% 과냉을 동시에 보상해야 한다.

여기에 설정습도 값에 따라 가습기 운전 유무가 또한 결정된다. 하지만 ED7 인버터 항온항습기의 경우에는 BLDC 압축기를 사용하여 그 부분부하에 적합한 회전수로 운전을 하여 에너지 소비량을 최적, 최소화하게 된다. 즉 과냉각으로 인한 제습이 없으며 최소 에너지 소비화가 가능해진다는 것이다.

표에서 볼 수 있듯이 기존 항온항습기에서는 부분부하 운전에서 부하가 적을수록 과냉량이 많아 전기히터의 보상이 동시에 더 크게 발생한다.



난방능력 확장 운전특성

실내기에 있는 실내 열교환기에 의해 1차 난방 가열된 조화공기가 재열기를 통과하면서 2차 난방 가열이 이루어진다. 이 때 냉매는 재열기의 추가 열교환으로 에너지를 잃어버린 만큼 과냉각이 되어 이로 인한 증발 능력의 증가로 실제 난방능력은 추가적으로 확장된다. 

또한 BLDC 인버터 압축기는 난방운전 시 난방(응축기)용 열교환기가 2개가 되므로 BLDC 압축기 회전수를 증가시켜 난방능력 확대가 수월하다. 이에 대한 난방모드 시 능력은 공인기관인 한국냉동공조인증센터에서 성능시험을 통해 확인하였으며 그 결과를 기준한 결과는 아래와 같다.

여기서 주안점은 영하 15℃에서 COP 2.37, 영하 20℃에서 COP 2.08로 전기히터의 COP 0.97과는 에너지 저감 측면에서 큰 차이가 있다는 것이다. 또한 난방모드는 아래의 표와 같은 운전조건에서도 넉넉한 운전상태가 된다는 것이다. 이는 한랭지에서의 난방능력을 입증한 것으로 한랭지에서도 에너지 절감 운전이 가능하다는 것을 보여준다.

적산운전 및 그래프

아래 디스플레이 패널은 ED7 인버터 항온항습기의 조작패널로 이 패널은 설정온도 20℃, 설정습도 45%이며 큰 아라비아 숫자 20.2℃는 현재의 실내온도이고 44.9%는 실내습도이다. 또한 운전(냉방제습)은 냉각+재열(폐열활용) 운전을 의미한다. 운전시각은 2019년 9월 27일 금요일 오전 11시 39분을 의미한다.

아래의 적산운전그래프는 설정온도 20℃, 설정습도 45%일 때의 적산운전 그래프이다. 적산운전 그래프에서 볼 수 있듯이 실온은 설정온도 20℃에서, 습도는 설정습도 45%에서 정밀하게 제어되고 있음을 보여주고 있다.

▲ 적산운전 그래프(2019년9월27일 11:30~13:16)


녹색기술인증 심의 결과

아래 심의결과는 ED7 인버터 항온항습기(폐열회수형)의 녹색기술인증 심의결과로서 기존 기술대비 54.8% 전력절감, 이산화탄소 발생 저감율 50% 이상 달성을 인증하고 있다. HP

▲ ED7 인버터 항온항습기 녹색기술인증서, 녹색기술제품 확인서