[기획기사] 세계 최대 냉난방전시회 'ISH 2011'
[기획기사] 세계 최대 냉난방전시회 'ISH 2011'
  • 강은철 기자
  • 승인 2011.03.29 10:35
  • 댓글 0
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가정용 난방기기시장 흐름은
Micro-CHP·히트펌프·하이브리드 ‘대세’

▲ 세계 최대 냉난방전시회인 ISH 2011 기간동안 약 20여만명의 참관객이 다녀갔다.

세계 최대 냉난방 국제전시회인 ‘ISH 2011’이 지난 15일부터 19일까지 독일 프랑푸르트 메쎄에서 개최됐다.

‘ISH 2011’은 물과 에너지의 최적 조합을 주제로 해 욕실, 빌딩, 에너지, 에어컨디셔닝 기술과 신재생에너지 관련 제품들이 전시돼 전세계 20여만명의 눈길을 사로 잡았다.

가스보일러 완제품과 가스보일러를 활용한 시스템은 주로 8관에, 9관에는 일부의 가스보일러 완제품, 펌프 등 주요 부품과 함께 바이오매스를 연료로 하는 화목보일러가 한 층을 다 차지할 정도로 많은 기업이 참가했다. 또 10관에는 밸브, 제어, 시험분석 관련 제품이, 11관에는 송풍기, 실내공기제어 관련 제품들이 주로 전시됐다. 가정용 가스보일러 완제품을 전시한 기업은 30여개사로 이중 한국기업은 경동나비엔과 대성쎌틱 에너시스가 참가해 세계적인 보일러기업들과 당당히 어깨를 나란히 했다.

하이브리드 중심엔 '태양열' 자리잡아

바닥난방용 패널·밸브시스템 대거 출품

이번 전시회는 가정용 난방기기시장 흐름이 Micro-CHP, 히트펌프, 태양열과 결합한 하이브리드로 전환하고 있다는 것을 보여줬으며 단품 위주의 제품에서 시스템화된 제품들이 대세를 이루고 있음을 보여주고 있었다.

▲ 유럽에서는 플라스틱 배기통 사용이 허용된 가운데 보일러를 여러 대 연결해 사용할 수 있는 캐스케이드가 일반화돼 있었다.
▲ Micro-CHP를 전면에 부각시킨 WhisperGen사의 ㅈ제품을 참관객들이 유심히 살펴보고 있다.

 

 

 

 

 

 

 

가장 큰 특징은 Micro-CHP가 대세를 이뤘다는 것. Vaillant는 가스엔진과 스터링엔진을 탑재한 Micro-CHP를 출시했으며 혼다사의 가스엔진 Micro-CHP 발표회도 부스에서 열려 참관객의 가장 큰 관심을 끌었다.

Vaillant, Viessman, Buderus, SenerTec, WhisperGen, junkers, Remeha, 경동나비엔 등 무려 9개사가 Micro-CHP를 출시했다. 

▲ 경동나비엔이 출품한 스터링엔진이 탑재된 Micro-CHP에 대해 참관객의 관심이 높았다.
▲ 유럽에서도 바낙난방은 인기높았다. 바닥난방을 위한 다양한 형태의 시스템들.

 

 

 

 

 

 

 

 

그동안 히트펌프가 난방관보다는 냉방관에 더 어울렸다면 이번 전시회에서는 보일러의 경쟁기종으로서 다양한 히트펌프가 주류를 이루며 난방관을 점령했다. Vaillant, Viessman, Buderus, junkers 등 보일러 완제품 전문기업들이 콘덴싱보일러와 함께 히트펌프를 전면에 부각시켰으며 세계 냉동공조 빅2로 불리우는 일본의 DAIKIN도 라디에이터 난방과 바닥난방까지 가능한 히트펌프 방식의 제품을 선보일 정도였다.

에너지절감을 위해서라면 초기 투자비는 아무런 문제가 되지 않는 듯 하이브리드시스템이 대거 출품됐다. 하이브리드시스템의 중심에는 태양열이 있었다. 태양열과 콘덴싱보일러, 히트펌프, 펠릿보일러가 결합했으며 심지어 Micro-CHP와 결합한 시스템도 출품돼 눈길을 끌었다.

콘덴싱보일러가 현재까지는 가정용 에너지기기의 대표주자였으나 최근 몇 년간 눈에 띌 만큼 기술개발이 이뤄진 제품은 없었다. 열교환기가 지오나니의 원통형 열교환기가 대세인 가운데 Buderus, Remeha, 경동나비엔, 대성쎌틱 에너시스 등은 조금 다른 열교환기를 장착한 콘덴싱보일러를 전시했다.

또한 큰 변화가 없는 것 중 하나인 병렬시스템(일명 캐스케이드)의 제품들도 간간히 눈에 띄였다. 그 중 한 시스템안에 두 개의 열교환기와 버너를 장착해 한 기기에 2대의 보일러가 설치될 수 있도록 한 중형(상업용)보일러가 출시된 것이 변화였다. 

▲ 대성쎌틱 에너시스가 출품한 보일러에 참관객들의 관심이 집중됐다.
▲ 목재펠릿보일러를 출품한 기업관계자와 참관객이 제품에 대해 논의하고 있다.
▲ 태양열시스템은 콘덴싱보일러, Micro-CHP, 펠릿보일러, 히트펌프등 다양한 제품과 결합한 하이브리드시스템의 중심이었다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

과제를 제시한 ‘ISH 2011’

이번 ISH 2011는 우리나라에 시사하는 바가 컸다. 먼저 병렬시스템(일명 캐스케이드)이 일반화돼 플라스틱 배기통도 허용되고 있었다. 또한 하나의 배기통으로 캐스케이드를 연결할 수 있도록 돼 있어 시공이 편리토록 개선돼 있었다.

그러나 우리나라에서 콘덴싱보일러 보급의 걸림돌로 작용하고 있는 배기통의 플라스틱화는 여전히 검토조차 이뤄지지 않고 있어 안타까움을 더 했다. 또한 최근 보급이 확대되고 있는 캐스케이드도 마찬가지 일체형 배기통 사용이 제한돼 있어 역시 보급 확대에 최대의 걸림돌이라는 지적이다.    

특히 유럽에서는 몇 년 전만해도 바닥난방을 시범적으로 적용하는 사례가 있었으나 이번에는 각방제어를 위한 밸브시스템을 비롯해 바닥난방을 위한 건식 및 습식 등 다양한 방식의 바닥난방시스템이 적용돼 있었다.

이러한 흐름은 주요 보일러 제조사들이 흐름을 주도하고 있었으며 보일러를 통해 바닥난방과 라디에이터를 이용한 대류난방을 동시에 할 수 있도록 시스템화시킨 점도 눈에 띄였다.  

그러나 우리나라는 경험을 중시하는 바닥난방 설치에 익숙해진 나머지 시험방법, 최적의 시공방법 등의 연구가 전혀 이뤄지지 않고 있다. 이는 온돌난방(바닥난방)의 원조국으로서 수치라는 것이 이번 박람회를 참관했던 업계관계자들의 공통된 의견이었다.

또한 시스템화가 주력을 이룬 만큼 단품 위주의 에너지절감 사례가 아닌 하이브리드시스템에 대한 연구에 보다 적극적으로 나서야 한다는 지적이다.

특히 이번 하이브리드의 핵심이었던 ‘태양열’에 대해 보일러사들의 연구와 전문기업과의 협력사업이 요구되는 상황이다.

 

   

'콘덴싱 보일러 대세' 명확히 확인 

 

▲ 김석준 한국기계연구원 박사

이번 ISH에 출품된 가정용 가스보일러 완제품은 2년전 전시회와 달라진 것이 크게 눈에 띄지 않았다. 비콘덴싱가스보일러는 지속적으로 줄어들어 콘덴싱보일러가 대세임을 명확히 증명 했다. 

가스보일러의 주요부인 버너와 열교환기의 형태에 따라 나눠 살펴보면 가장 많은 수를 보인 원통형 버너 ·원통형 열교환기 가스보일러는 Giannoni사의 코일형태 원통형 열교환기를 사용하는 콘덴싱가스보일러가 대다수다. 대형 전시장을 운영한 가스보일러 전문기업 Vaillant사, Viessman사, Yunkers사, De Detrich사, 그리고 소규모의 Ariston사, Termet사, Radiant사가 대표적으로 Giannoni사 열교환기를 사용했으며 Cosmogas사는 삼중관 원통형, Hansa사는 핀튜브 이중관 원통형의 독자 개발 열교환기를 사용했다.

Vaillant사, 혼다사 Micro-CHP도입 ‘인상적’

 

▲ Vaillant사가 출품한 Micro-CHP모형.
ACV사와 Wolf사는 각각 수직 스테인레스 연관을 갖고 있거나 청소와 분리가 쉽도록 설계된 독자적인 모델의 수직 원통형 버너·열교환기 가스보일러를 전시했다.

이번 전시회에서는 알루미늄 열교환기의 사용이 부쩍 늘어났음을 알 수 있었다. 이는 스테인레스 강의 가격 상승에 의한 것으로 보이는데 내구성과 안전성에 비중을 두는 유럽의 경향을 잘 보여 준다고 할 수 있다. Remeha사, Weishaupt사, Bekaert사는 원통형 버너·알루미늄 열교환기 조합 가스보일러를 전시했는데 이러한 알루미늄 열교환기는 Bekaert사에서 공급한 것이다.

사각형 버너·열교환기 조합의 가스보일러를 공급하는 대표적인 기업은 이탈리아의 Ferroli사다. 이 회사는 평판 사각형 버너에 핀튜브 열교환기를 조합한 가스보일러로 꾸준히 전시회에 참여하고 있었다.

Buderus사는 대표적인 사각형 버너·열교환기 제조사다. 지난 전시회와 동일하게 세라믹 사각형 버너와 함께 사다리꼴 알루미늄 주물 외통 내에 알루미늄 Fin-Tube가 설치된 사각형 열교환기를 사용하고 있었다. Atag사도 세라믹 사각형 버너와 사다리꼴 강판과 강관군으로 이뤄진 열교환기를 사용한 독자적인 가스보일러를 공급하고 있었다.

지난 전시회에 이어서 가스보일러 자체보다 가스보일러와 스털링엔진, 가스 엔진과의 마이크로 열병합발전시스템(micro-CHP) 제품이 갈수록 늘어가고 있는 것을 확연히 알 수 있었다. Viessmann사, Vaillant사, Boxi사는 물론 대형 보일러사나 난방 관련 기업이 모두 이 시스템에 초점을 맞춰 대부분 Microgen사로부터 독점적으로 1kW 발전 출력, 19% 발전효율의 스털링엔진을 공급받아 시스템을 구성하고 전체 열이용면에서 91% 이상의 열효율을 얻고 있었다.

Whipergen사에서도 스털링엔진을 전시하고 있었다. Vaillant사에서는 1kW 발전출력, 26.3% 발전효율의 일본 Honda사 내연기관 엔진을 도입해 열효율 92%의 Micro-CHP를 전시하는 등 가스엔진의 도입이 다수 있다는 것이 매우 인상적이었다. 그 외에도 가스보일러와 태양열, 지열, 히트펌프 등과의 이중, 또는 다중 조합을 이루는 다양한 하이브리드형 난방시스템이 소개되고 있었다.

열교환기와 버너 이외에 가스보일러의 중요한 부품으로는 송풍기와 펌프, 가스밸브 등을 들 수 있다. 송풍기 전문회사 Ebmpopst사에서는 버너 표면온도, 고도, 연료 종류 등의 연소 조건을 자동적으로 보정해 주는 모듈레이터 송풍기를 내세웠던 2년 전 전시품에 더해 미세 공연비 조정으로 모듈레이션비를 10대1 이상으로 높이면서도 더욱 소형화하는 기술력을 한층 부각시켰다.

예혼합 연소를 위해 송풍기와 가스밸브가 일체화되면서 가스밸브의 대표 제조사인 Honeywell사와 Sit사는 여러 가지 제품을 선보이며 송풍기 제조사와 협력해 모듈레이션비 향상에 노력하고 있었다.

이번 ISH-2011 전시회에서는 ISH-2009 전시회에 이어 비콘덴싱 가정용 가스보일러는 매우 소수가 전시돼 관심이 지속적으로 줄어들고 있었으며 가스보일러의 성능에 있어서 중요한 열효율과 NOx, CO 등 공해물질의 배출 농도 역시 크게 이슈가 되지 않았다.

 

 

  히트펌프+태양열·보일러 에너지믹스 큰 흐름

 

▲ 김욱중 한국기계연구원 박사
 격년으로 개최되는 ISH 전시회에 2007년부터 매회 참가하고 있으며 올해도 참관하게 됐다.

지난 2008년 12월 EU의회에서 신재생에너지로 인정된 난방과 급탕용 히트펌프는 이미 2009년 전시회 때부터 Viessmann, Vaillant, Baxi 등 메이저 보일러 제조사들이 주요 제품으로 전시 했었으며 올해에는 그 양이 대폭 증가된 것이 눈에 띄었다. 특히 올해는 전시회 기간 동안 이뤄진 세미나와 출품회사의 브로셔 등에 언급된 바와 같이 히트펌프를 태양열, 바이오 등 신재생에너지는 물론 가스보일러 등과도 혼합해 사용하는 소위 에너지 믹스가 큰 흐름을 이루고 있음을 알 수 있었다.

히트펌프 관련 주요 현황으로는 인버터 압축기를 이용한 용량가변형이 대세를 이루고 있었으며 난방과 급탕 및 냉방성능의 경우 EN14511-2의 시험 조건에서의 성능지수인 COP(Coefficient Of Performance)및 EER(Energy Efficiency Ratio)을 제시하고 있었다.

냉매로는 R134a와 R410a를 비롯해 R407C, R417a 등이 각 제조사별로 다양하게 사용되고 있었으며 압축기와 같은 핵심부품의 경우 미국(Copeland), 일본(Mitsubishi) 및 유럽(Danfoss) 등의 대량 생산 제품을 도입해 전체 시스템을 구성한 것을 알 수 있었다. 우리나라와 일본 및 중국 등 아시아 국가의 제품과는 달리 히트펌프의 실외기 형태가 다양하고 경우에 따라서는 외장도 독특한 재질을 활용한 것이 인상적이었다.

자타가 공인하는 세계 최고 기술을 보유하고 있는 Daikin사는 유럽 현지 법인(Daikin Europe N.V.)을 통해 고효율 압축기와 부식 방지처리가 된 열교환기를 채용하고 한냉지 조건을 위한 핫가스와 과냉 패스 등의 기술이 적용된 공기열원 히트펌프 제품(altherma 시리즈, 최대 출수 온도 80℃급)을 전시하고 있었다. 또한 VRF(Variable Refrigerant Flow, Daikin사는 VRV로 명명함) 기술과 R410a 및 R134a의 캐스캐이드 사이클을 조합해 아파트나 다세대 주택에 적용이 가능한 모듈화 제품도 출품했다.

유럽의 최대 보일러 메이커 중의 하나인 Viessmann사는 VITOCAL 모델로 명명된 다양한 히트펌프 제품을 전시하고 있었으며 자회사인 KWT사를 통해 1.5MW 용량의 대형 히트펌프 시스템도 공급할 수 있음을 표시하고 있었다.

보쉬그룹의 보일러 주요 메이커인 Buderus사 역시 다양한 용량과 형태의 히트펌프를 전시하고 있었으며 콘덴싱 가스보일러와의 하이브리드 이용도 중요하게 설명하고 있었다. 또한 보쉬그룹의 보일러 메이커인 Junkers사도 R407C 냉매를 사용하고 최대 출수 온도 65℃급인 다양한 용량과 형태의 히트펌프를 전시했다.

 인버터 압축기 이용 용량가변형 대세

 30년 역사를 가진 전기구동식 히트펌프 최대 생산 회사인 Dimplex사는 다양한 설치 조건에 적합한 형태의 실외기를 갖춘 최대 출수 온도 75℃급인 공기열원식 난방 및 급탕용 히트펌프를 전시했다. 그리고 2007년 전시회 이래로 꾸준하게 참가한 ROTEX사 역시 R410a 냉매를 사용하고 최대 출수 온도가 55℃급인 다양한 용량의 공기열원의 난방 및 급탕용 히트펌프를 전시했으며 태양열과의 하이브리드 이용을 특히 강조하고 있었다.

중국업체인 PHNIX사도 다양한 공기열원 히트펌프(R134a 냉매 사용, 최대 출수 온도 60℃급)를 전시하고 있었으며 특히 140kW의 가열능력을 보유한 상업용 제품이 눈에 띄었다.

이번 ISH 2011 전시회에서는 에너지 믹스가 매우 활발해짐을 알 수 있었으며 온실가스 저감 목표(EU의 경우 2020년까지 20% 감축) 달성을 위해 히트펌프가 다양한 신재생에너지와 하이브리드 형태로 이용하는 추세가 계속될 것으로 보인다. 이에 따라 부하와 다양한 열원에 대응이 가능한 용량 가변 및 시스템 제어기술과 한냉지에서의 용량과 성능 확보 기술 등은 향후에도 지속적인 향상이 이뤄질 것으로 전망된다.

▲ 공조분야 세계 최고기술을 보유하고 있는 Daikin사 부스전경.

 


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