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공항시설관리(주) 다중열원 히트펌프 시스템,  에너지 설계 패러다임을 바꾸다

공항시설관리()

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다중열원 히트펌프 시스템에너지 설계 패러다임을 바꾸다

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- 자체 개발한 다중열원 히트펌프 시스템 ED7, 2017 대한민국 에너지대전에 선보여

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- 다양한 열원의 교번 운전이 가능한 융합 기술로 신재생에너지 적용 범위 확대

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- 한국형 히트펌프로서 세계시장으로 확대 기대

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김민영 기자(mikim17@naver.com)

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다중열원 히트펌프 시스템 ED7
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고효율 에너지 절약 시스템 전문기업 공항시설관리(대표 임동만)2017 대한민국 에너지대전에 참가해 1998년 설립 이래 기계설비 전 분야를 아우르는 축적된 노하우를 바탕으로 개발한 다중열원 히트펌프 시스템을 선보였다.

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공항시설관리는 탄소 저감을 위한 신재생에너지 설비와 히트펌프 시스템 적용 분야에서는 국내 도입 초기부터 설계, 시공, A/S를 수행해왔으며, 이를 토대로 전문 건설, 신재생에너지, 에너지 절약 등 다양한 분야에서 연구개발 성과를 이뤄내고 있는 기업이다.

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20여 년 간 에너지 절약 및 설계 분야에서 혁신적인 사고와 경쟁력을 갖춘 기업으로 성장해온 공항시설관리가 자체 개발한 야심작 다중열원 히트펌프 시스템 ED7은 에너지 디자이너(Energy Designer)7가지 기본 플랫폼을 구성해 2가지 이상의 열원을 사용할 수 있는 획기적인 제품이다. 각 플랫폼마다 난방, 냉방, 축열, 급탕, 폐열회수 등 다양한 솔루션을 구현할 수 있는 신개념의 융합형 다중열원 히트펌프 시스템 ED72017 대한민국 에너지대전 첫 날 있었던 제품 발표회를 통해 소개되며 화제를 모으기도 했다.

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이날 발표자로 나선 공항시설관리의 윤명혁 연구소장은 히트펌프는 입력 에너지에 비해 3~5배의 에너지를 출력할 수 있는 시스템으로 에너지 절감 능력이 뛰어나 냉난방기로서 온실가스 감축에 효과적인 시스템으로 평가되고 있다. 하지만 제상, 저온에서의 난방능력 저하 및 고온의 난방수 생산 등 문제점이 많아 확산의 어려움이 있었다라고 지적하며, ”반면 다중열원 히트펌프는 이러한 문제점을 개선해 환경조건에 따라 정량적인 열원을 취득하기 어려운 태양열, 해수, 폐수, 지열 등 신재생에너지와의 융합 운전이 용이하도록 구성된 신개념의 융합형 하이브리드 시스템이라고 밝혔다.

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2017 대한민국 에너지대전 부대행사로 열린 신제품 발표회에서 공항시설관리의 윤명혁 연구소장이 다중열원 히트펌프 시스템을 소개하고 있다._x000D_
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신개념 융합형 히트펌프 시스템

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다중열원 히트펌프는 제1열교환기, 2열교환기, 3열교환기(하이브리드 유닛), 압축기, 팽창변과 2개의 사방변으로 구성되어 있으며, 각각의 열교환기는 사방변에 의해 절환되어 독자적인 흡열과 발열 작용이 가능한 신개념의 융합형 히트펌프 시스템이다. 기존 히트펌프에 보강된 하이브리드 유닛 기능으로 에너지 및 시설비 절감 능력과 안정성, 내구성이 뛰어난 것이 특징이자 강점이다.

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먼저 에너지 절감 기능을 살펴보면, 응축열과 과냉각열 등의 자체 폐열 회수 기능으로는 30~40%, 냉난방 4계절 급탕 운전으로 50% 이상, 냉온수 동시 생산으로 항온항습기 적용 시 60% 이상의 에너지 절감이 가능한 것으로 나타났다.

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비용 절감 측면도 뛰어나다. 냉방 시 응축열을 공기열 교환 60%, 지열 교환 40%로 나눠 하고 난방 시 지열과 공기열을 교번 운전하므로 천공수를 40~60% 축소할 수 있다. 심야전기 적용 시 야간은 지열 운전을, 주간은 공기열 운전을 하므로 시설을 1/2로 축소할 수 있으며, 10대온도차 운전으로 난방 시 고온 운전이 가능, 냉온수 유랑을 50% 줄여 배관 시설 역시 1/2로 축소할 수 있어 시설비를 절약할 수 있어 경제적이다.

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뿐만 아니라, 다중열원 히트펌프 시스템은 하이브리드 유닛이 SUB 응축기 역할과 수액기 역할을 하므로 어떠한 열악한 조건에서도 안정적 운전이 가능하다. 공기열 운전 중 외기온도가 -15로 하강 시 난방능력은 50% 정도 떨어지므로 워밍업이 어려우나 하이브리드 유닛(난방능력 150% 이상)의 폐열회수 운전으로 쾌적한 실내 환경을 유지할 수 있다. 한국 기후에 맞는 신개념 히트펌프인 다중열원 히트펌프 시스템은 지열, 폐수열, 태양열+공기열 교번 운전을 통해 제상 시 압축기 정지 없는 연속난방 운전이 가능하므로 안정성 및 내구성을 확보할 수 있다.

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다양한 솔루션 구현으로 에너지를 설계하다

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공항시설관리의 자체 개발한 다중열원 히트펌프 시스템 ED7은 냉난방, 급탕, 항온항습기, 공기열+지열(태양열, 폐수,해수) 하이브리드 히트펌프, 폐열회수용 공기조화기, 건물 및 산업체 냉난방 리모델링 등 다양한 용도로 활용이 가능해 앞으로 에너지 절약 사업의 전략제품으로 보급이 확대될 것으로 기대된다.

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무엇보다 건물의 환경과 시설 상태 등 필요에 따라 다양한 방식의 가능하다 점이 큰 매력이다. 1열원으로 채택할 수 있는 방식은 공기열, 지열, 태양열, 폐수열, 해수열 등 중 하나를 채택하고 제2열원에는 제1열원에서 채택한 열원을 제외한 타 열원의 교번 운전을 통해 냉난방 열매체인 냉수 또는 온수를 공급하고 동시에 급탕을 사용할 수 있으며, 항온항습기의 제습 및 재열로 활용 시 에너지 절감을 극대화 할 수 있다.

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항온항습기 적용의 경우에는 재열을 위한 별도의 전기히터나 온수, 스팀 설비가 필요 없고 기존 항온항습기 대비 50~70% 에너지 절감이 가능하다. , 공조기 안의 2개 열교환기 중 1개는 과냉각기 역할을 하므로 증발기 역할을 하는 실외기로 보내는 냉매량이 증가해 난방능력이 증가하는 장점이 있다.

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중략...

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