[투데이에너지 강은철 기자] 건축경기 부진이 지속되면서 공조업계도 불황이 지속되고 있다. 신축건축물이 안지어지다보니 당연히 냉난방을 위한 제품 판매도 부진해 공조업계는 울상을 짓고 있다.

이런 와중에 공조업계의 블루오션이 될 수 있는 시장으로 그린리모델링시장이 떠오르고 있다. 정부에서도 노후건물을 에너지절감형으로 바꾸는 ‘그린리모델링’ 활성화를 위해 본격적인 시범사업에 착수하는 등 정책적인 지원도 뒤따르고 있어 공조업계의 희소식이 되고 있다.

이에 따라 공조업계의 블루오션이 될 ‘그린리모델링시장’을 점검하고 리모델링 우수사례를 통해 노후 건축물의 에너지절감 효과에 대해 알아보고자 한다. /편집자 주

우리나라의 온실가스 배출량 비중을 보면 산업부분 52%, 건물부문 25%, 수송부문 17% 순이다. 미국의 경우 45%, 영국은 41%가 건축물의 온실가스 배출량으로 선진국가일수록 계속 증가하고 있는 것으로 나타났다. 우리나라 건축물의 온실가스 배출량은 지속적으로 늘어나 선진국 수준까지 도달할 것으로 전망된다.

건축물에 대한 온실가스 저감은 전세계적 화두로 떠올랐다. 우리나라도 온실가스 저감을 위해 다양한 정책과 방안을 연구하고 있다.

2050년 제로하우스 건축물 보급 등 중장기 목표를 비롯해 녹색건축 인증제도, 건축물 에너지소비증명제, 건축물 에너지평가사자격제도 등이 도입돼 온실가스 감축 및 에너지절약을 위한 다양한 정책이 추진되고 있다.

그러나 신규 건축물에 대한 정책방향은 있지만 기존 건축물에 대한 대안은 부족하다는 것이 관련업계의 지적이다.  

건축물은 신축에서 해체까지 최소 30년 이상 에너지를 소비하고 온실가스를 배출하고 있다. 다시 말해 기존 건축물에 대한 에너지를 절감하고 온실가스를 줄이는 정책이 가장 급선무라는 것이다. 

우리나라는 최근 몇 년간 동하절기 전력피크로 인해 냉난방에너지 절약에 전국가적인 캠페인이 벌어지고 있다. 이에 따른 국민들의 불편보다는 블랙아웃으로 인한 경제적 손실이 더 컸기에 전국민은 따를 수밖에 없었다. 냉난방에너지절약을 위해서는 기존 건축물의 노후된 냉난방기를 바꾸는 일이 급선무이지만 국가 정책에서는 기존 건축물에 대한 정책방향은 거의 전무한 상황이다.

그나마 올해 들어 국토부에서 노후 공공건축물에 대한 그린리모델링 시범사업을 시작한 것은 다행이다.

국토부의 관계자는 “올해 노후 공공건축물 10곳에 대해 그린리모델링 시범사업을 통해 에너지효율이 높은 건축물로 거듭나게 된다”라며 “이번 사업을 통해 그동안 신축 건축물에 비해 상대적으로 에너지절감이 어려웠던 기존 건축물의 그린리모델링분야에 모범사례가 만들어질 것으로 기대된다”고 밝혔다.  

관련업계에서는 이번 그린리모델링 시범사업이 향후 민간 그린리모델링시장으로 확대될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

국토부에 따르면 국내 총 건축물은 680만동으로 이중 74.1%인 503만동이 건축된지 15년 이상으로 리모델링이 필요한 노후건축물이다. 한국건설기술연구원은 향후 에너지절감 20%를 실현하기 위한 그린리모델링시장 규모를 68조원으로 추정하고 있으며 2030년 이후엔 그린리모델링시장 규모가 전체 건축시장 규모의 60%에 이를 것으로 분석했다.

이번 시범사업은 건축물부문 국가온실가스 감축목표인 2020년 BAU대비 26.9%를 달성하기 위해 기존 건축물의 에너지성능 개선을 유도하기 위한 것인 만큼 관련업계의 관심이 매우 높은 것이 사실이다.

이렇다보니 공조업계에서는 ‘그린리모델링시장’이 향후 ‘공조업계의 블루오션’이 될 것으로 기대하고 있다.

특히 최근 2차 에너지기본계획에서도 그동안 공급위주의 에너지정책을 수요관리위주의 정책전환을 예고하고 있는 것도 향후 그린리모델링시장 확대의 기폭제가 될 것으로 전망된다.

에너지경제연구원의 한 관계자는 “최근 대내외적인 여건을 볼 때 공급중심정책에서 수요관리중심정책으로 에너지정책 패러다임 전환이 시급한 시점”이라며 “에너지수요관리는 에너지수급 안정 및 기후변화대응이라는 서로 상충되는 목표를 동시에 충족시킬 수 있는 핵심적인 대안”이라고 밝혔다.

이 관계자는 “건물부문에서 설계기준의 단계적인 강화로 신축건물의 효율개선이 이뤄지고 있으나 전체 건물의 97%를 차지하고 있는 기존 건물의 에너지효율향상을 위한 대책이 실질적으로 거의 없는 상황”이라며 “기존 건축물의 에너지효율향상을 위한 사업과 프로젝트를 지원할 수 있는 법제도 보완 및 지원프로그램 개발이 필요한 상황”이라고 지적했다.

당장 건축물의 냉난방을 책임지는 장비의 효율은 10년전과 비교하면 적어도 20%에서 많게는 40% 이상 효율이 향상됐으며 비효율성을 줄일 수 있는 시스템에어컨도 개발돼 보급되고 있다.

다시 말해 냉난방설비만 바꿔도 건축물의 에너지소비를 20~40% 이상을 줄일 수 있다는 것으로 당장 노후 건물의 효율향상을 유도하기 위한 프로그램 개발 및 지원시스템 구축을 통해 건물부문의 냉난방 전력소비 절감을 유도해야 할 것이다.

[그린리모델링 우수사례]  LG전자/ 에어포트호텔편

시스템에어컨 교체로 전기료 39% 절감

최근 ‘전력 피크’로 인해 에너지절감을 위한 건축물의 리모델링이 화두가 되면서 고효율 에어컨 교체에 대한 관심이 급증하고 있다.

강서구 공항동에 위치한 에어포트호텔은 지난 6월 시스템에어컨으로 냉난방시스템을 전격 교체했다. 호텔 자체가 조명 및 냉난방시스템, 엘리베이터 가동 등 기본적으로 에너지사용량이 가장 큰 건물군에 속하기 때문에 전기 절약에 민감할 수밖에 없다.

기존에는 지난 1990년에 설치한 대형 공조시스템인 칠러시스템을 적용했기 때문에 에너지비용에 대한 고민이 많았다. 설비교체를 위해 다양한 냉난방시스템을 알아보던 에어포트호텔 담당자가 가장 중요한 기준으로 삼은 것은 시스템에어컨의 절전성능과 브랜드 신뢰도였다.

호텔의 경우 쾌적한 환경의 제공 여부가 매출과 직결되는 문제인 만큼 시스템에어컨이 멈추지 않고 잘 돌아갈 수 있는가의 여부는 생명만큼 중요한 문제이기 때문이다.

에어포트호텔은 1998년 국내 최초로 시스템에어컨을 출시한 이래 지난해까지 국내 시스템에어컨시장에서 50% 이상의 점유율을 차지하는 등 명실상부한 국내시장 1위인 LG전자의 1등급 시스템에어컨을 선택했다.

에어포트호텔의 관계자는 “이번 LG 시스템에어컨 구축을 통한 건축물 냉난방시설 리모델링으로 연간 39%의 전기료를 절감할 수 있을 것으로 예상한다”라며 “이를 통해 정부의 에너지절감시책에도 적극 부응할 수 있게 됐다”고 말했다.

에어포트호텔에 적용된 LG전자 시스템에어컨 ‘멀티브이 슈퍼4’는 최근 시스템에어컨분야에서 강화된 효율등급제에서도 1등급을 달성한 제품이다.

올해 1월 강화된 시스템에어컨 에너지소비효율규격은 1등급 기준이 기존 3.5 이상에서 5.0 이상으로 43% 이상 대폭 상향됐다.

이번에 에어포트호텔에 구축된 ‘2013년형 멀티브이 슈퍼4 Class1’은 초고속 인버터 콤프레서를 적용해 국내 최고 수준의 에너지효율을 달성했다.

에너지효율을 대폭 높일 수 있던 원동력은 10년간 축적된 인버터 기술력을 총집결한 ‘초고속 인버터 콤프레서’와 LG의 독보적인 냉각 기술 알고리즘에 있다.

또한 콤프레서로 냉매를 압축할 때 냉매 일부를 별도로 분리해 기체 상태로 변환시킨 후 주입하는 기술인 2단 압축 기술(베이퍼 인젝션)을 적용, 난방성능을 극대화했다.

이처럼 혁신적인 컴프레서, 회로, 냉매제어기술을 적용해 기존보다 2.5배 빠르면서도 쾌적한 냉난방이 가능하며 설치 및 관리도 매우 용이하다. 

특히 국내 최초로 스마트폰을 통해 실시간으로 시스템에어컨 작동 상태 확인 및 전원을 켜고 끌 수 있는 서비스도 제공한다.

에어컨의 상태를 모니터링하고 고장원인까지 찾을 수 있어 신속한 서비스 제공도 가능하다. 

이감규 LG전자 시스템에어컨사업부 전무는 “최근 전력위기 극복 문제 등 에너지절감이라는 시대적 요구에 따라 건축물의 그린리모델링에 대한 관심이 높아지고 있다”라며 “이에 LG 또한 소비자들이 전기료를 아낄 수 있는 획기적인 에너지절감 제품을 지속 개발하고 있으며 세계 최고 효율을 만들어 낼 수 있는 독보적인 기술력을 바탕으로 시스템에어컨시장과 그린리모델링시장을 주도할 것”이라고 말했다.

[그린리모델링 우수사례] 삼성전자/ 남천빌딩편

교체 1년만에 실질적 에너지절감 효과 체감

그동안 건물 전체를 일괄적으로 공조하는 중앙공조방식을 채택한 임대 빌딩의 입주자들은 불편한 점이 많았다.

야근이나 휴일 근무를 해야할 때 냉난방시스템을 작동시킬 수 없다는 중앙공조방식의 가장 큰 문제점은 개별공조 방식에 대한 선호로 이어졌다.

최근 신축 건물은 물론, 시설 교체를 통해 개별공조방식을 선택하는 경우가 많아지고 있다. 특히 지난 2010년 삼성전자의 DVM 제품을 채택, 개별공조(이하 EHP)로 교체한지 1년 만에 실질적인 에너지 절감효과를 거둔 남천빌딩은 그린리모델링의 대표 사례로 친환경 리모델링 비즈니스가 확산되는 계기가 되고 있다.  

1993년 12월에 준공된 남천빌딩은 지상 7층, 지하 2층으로 총 4,489m² 규모로 현재 사옥 및 입주사를 대상으로 한 임대시설로 활용되고 있으며 교체 당시 만 17년째 흡수식 냉온수기와 보일러를 활용한 중앙공조방식을 채택하고 있었다.

그러던 중 효율적인 건물관리를 검토하던 빌딩관리실의 적극적인 의견 개진을 통해 지난 2010년 11월 EHP로 교체됐다.

당시 삼성전자 에어컨마케팅그룹 은 EHP로 교체한 남천빌딩의 연간 에너지사용량 절감효과 분석을 위해 우선 교체 전후의 에너지비용과 사용량부터 비교했다. 이 과정을 통해 빌딩의 연간 에너지비용은 교체전보다 약 44%에 해당하는 3,700만원이 감소됐으며 연간 에너지사용량의 경우 총 552MWh가 줄어 약 69.7%의 감소율을 보였다.

또한 빌딩의 연간 에너지사용량 중 공조에너지가 차지하는 비율이 교체 전 54%에서 교체 후 41%로 약 13%P 감소했으며 이는 공조에너지만을 고려할 때 41.7% 정도의 에너지절감효과가 있었음을 보여준다.

이 외에도 남천빌딩은 삼성전자의 시스템에어컨을 도입함으로써 개선된 점들이 많다. 흡수식 냉온수기와 보일러 등 기존 설비들이 빼곡했던 지하 설비실의 활용 면적이 대폭 증가했으며 옥상의 냉각탑을 대신해 실외기를 가지런히 정리해 시각적인 환경이 크게 개선됐다.

냉각탑을 철거하면서 주위의 민원을 염려한 냉각탑 수질관리 노력에서 해방됐으며 용수 절약 효과도 거뒀다. 뿐만 아니라 냉온수기, 냉각탑, 보일러 세관 등 연간 유지보수비가 절감됐다. 또한 중앙공조방식에 대한 불만으로 각 임대업체별로 개별 에어컨을 설치했던 사례가 사라져 에너지사용량 절감에 큰 역할을 한 것으로 나타났다.

남천빌딩의 관계자는 “EHP 교체 과정에서 입주사의 업무에 피해를 주면 안되기 때문에 심야작업을 해야 한다는 점, 그리고 협소한 기계실의 70%를 철거해야 해 위험요소가 있었다는 점에서 어려움이 있었다”라며 “그러나 교체 결과 에너지효율도 높아지고 개별냉난방이 가능해 입주업체들의 만족도가 높아져 기대 이상의 효과를 누리고 있다”고 밝혔다.

이 관계자는 특히 “시스템에어컨은 스케줄 제어기능을 걸어놓을 수 있다는 편리함과 혹시라도 시스템에어컨에 에러가 생겨도 중앙공조방식과 달리 건물 전체에 미치는 파장이 적어 보다 안정적이고 효율적이라는 점에서 적극 추천하고 있다”라며 “더 많은 건물에서 삼성전자의 시스템에어컨 적용을 통해 관리의 편리성 및 에너지 절감효과를 체감했으면 한다”고 바람을 전했다.

[그린리모델링 우수사례] 캐리어에어컨/ 백화점세이편

ESCO 자금활용 에너지절감 검증 거쳐

 

대전에 위치한 백화점세이는 1996년 대전에서 오픈해 새로운 문화 공간 제공과 다양한 고객의 의견이 존중되는 고감도 신생활문화 백화점으로써 고객행복을 위해 쇼핑, 여가, 편의시설을 마련한 종합엔터테인먼트 문화시설로 차별화된 쇼핑 문화공간을 실현하고 있다.

백화점세이는 ‘Good to Great’ 좋은 기업에서 위대한 기업으로의 가치창출을 위해 고객을 위한 ‘Another World ! it's for you’이라는 슬로건 아래 위대한 경영실적과 기업문화를 이루어 고객행복을 실천하고 있다.

백화점은 일반적으로 에너지 다소비 건축물로 잘 알려져 있다. 실제로도 많은 에너지를 소비하고 있는데 백화점세이도 연간 5,323TOE(도시가스 80만3,000Nm³, 전력 2만1,410 MW)의 에너지를 소비하고 있었다.

이에 따라 백화점세이는 온실가스와 환경오염을 줄이는 지속가능한 ‘저탄소 녹색성장’의 정부정책과 부합하고 세계적인 불안전한 경제상황과 지속적으로 상승되는 유가로 인해 증가되는 에너지비용에 대한 고민을 해결하기 위해 고효율 흡수식냉온수기 교체 사업을 진행했다. 

사업을 추진하면서 가장 크게 주안점을 둔 것은 장비의 선정이었다.

현 장비의 용량(800RT×2대)을 그대로 적용하지 않고 현재의 상황에 맞게 매장의 냉난방부하, 기존 장비의 효율, 고효율 장비 선정 등을 고려해 정확하게 진단, 장비를 선정하는 것에 주안점을 두고 진행했다.

정확한 진단을 위해 에너지진단(장비효율 및 부하측정)을 실시했다. 또한 에너지절감을 위해 고효율의 장비의 선택을 기본으로 했으며 장비의 메이커 선택을 위해 실제 고효율 장비설치업체 방문, 운전일지 비교 등의 실질적인 운전결과에 따른 검토를 거쳐 캐리어에어컨의 고효율 흡수식냉온수기를 선택하게 됐다.

특히 장비 교체 비용은 회사의 부담을 줄이기 위해 에너지관리공단에서 실시하고 있는 ESCO사업(에너지절약사업)을 이용했다.

백화점세이의 관계자는 “ESCO제도를 이용하게 함으로써 전문기업에 의해 우리가 추진하고 있었던 장비교체로 인한 에너지절감에 대한 부분을 다시 한 번 검증 받을 수 있어 확신을 가지고 사업을 추진할 수 있게 됐다”고 밝혔다.

총투자비용 약 5억5,000만원 중 5억3,000여만원을 추천받아 사업을 진행했으며 저금리(2.75%)와 충분한 상환기간(3년거치 7년상환)의 자금으로 사업을 추진함으로써 회사의 부담을 줄였다.

캐리어에어컨의 고효율 흡수식냉온수기로 교체함으로써 전년대비 평균 53.4%의 에너지가 절감돼 47.3%, 344TCO2의 온실가스가 감축됐다.

또한 에너지절감량에 2011년 9월 현재 단가를 적용했을 경우 전체 금액의 약 48%(8,600만원) 절감됐다.

[그린리모델링 우수사례] 신성엔지니어링/ 한국은행편

저소음·수배전설비 증설없이 열원설비 교체

한국은행은 심야(23시~09시)에 냉동기를 가동해 얼음을 생성시켜 축열조에 저장했다가 주간에 이 얼음을 녹여서 건물의 냉방에 사용하는 빙축열시스템을 적용하고 있다.

총 축열용량 580usRT, 주간 냉방용량 780usRT의 냉방부하를 열원기기인 스크류 냉동기를 이용해 10년 동안 운영하고 있었다.

빙축열시스템은 야간시간동안 축열기능을 수행한 후 축열된 열량을 주간에 운영함으로써 특정시간대에 집중되는 전력수요를 분산시키고 전기사용이 적은 심야시간대에 수요를 증대시켜 전력설비를 효율적으로 이용할 수 있다.

이로써 하절기 주간운전 시 피크전력증가로 인한 블랙아웃과 같은 전력불안 현상을 예방할 수 있는 시스템이다.

한국은행은 지난 6월 리모델링을 통해 10년 동안 운영해 오던 노후된 스크류 냉동기 2대 중 1대를 원심식 냉동기로 우선 교체해 기기효율 증대로 인한 전력절감 효과를 파악하고 이후 경제성을 평가해 잔여 열원기기도 교체할 계획을 수립해 열원기기 리모델링을 진행했다.

1차로 적용된 원심식 냉동기는 동일 냉방용량의 국내기술로 제작된 신성엔지니어링의 원심식 냉동기로 교체했다. 기존 기기 및 국내외 다른 제조사의 경우 야간 축열운전 시 축열 80% 이상의 부하가 생성된 후 잔여 부하생성을 위한 부분부하 운전영역에서 서징이 발생해 매우 심한 진동과 소음이 발생되는 단점을 지니고 있는데 반해 설치된 신성엔지니어링의 원심식 냉동기는 주간 및 야간운전 시 82~87dB의 저소음 운전이 가능한 장점을 지니고 있다.

설치된 원심식 냉동기는 기존 설치돼 운영하는 스크류 냉동기와 외형크기가 유사해 설치에 제약을 받지 않고 설치가 가능하며 수배전설비 또한 기 사용된 용량보다 적은 용량을 소비하기 때문에 기존 수배전설비 교체없이 동일하게 운영이 가능했다.

현장의 빙축열시스템의 운영 조건은 야간운전 시 약 -5℃ 의 냉수를 생산해 축열운전을 수행하고 주간시간에 축열된 냉방열량과 부하열량을 열교환기를 활용해 열교환함으로써 기저부하를 담당하며 부족한 열량은 빙축열용 냉동기를 일부 가동해 냉방을 수행하고 있다. 

야간운전의 수행은 23시 이후 심야전력 적용 시간에 동시에 수행했고 축열조의 설정온도는 -4.5℃로 동일하게 설정해 축열온도 도달 시 열원기기가 자동으로 정지토록 했다.

원심식 냉동기의 축열운전 시작 후 냉동기 출수 기준 설정온도에 도달하는데 소요되는 시간은 약 0.15℃/min로 약 3시간 이내에 도달했으며 스크류 냉동기의 경우 정지상태로부터 브라인 출수 기준 설정온도 도달시간은 5시간이 소요되는 운전성능을 보였다.

스크류 냉동기의 1일 총 축열시간은 6.88시간 동안 수행됐으며 원심식 냉동기는 4.55시간만에 축열 설정온도에 도달, 원심식 냉동기를 사용함으로써 1일 축열시간이 2.33시간 빨리 설정온도에 도달해 34%의 냉동기 운전시간 절약과 640kWh의 소비전력 절감의 효과를 통해 33%의 운전비용 절감효과를 얻을 수 있었다.

주간 및 야간 운전을 병행 사용할 경우 1일 절감되는 소비전력은 약 1,080kWh 이며 연간(300일) 사용 시 1,380만원/대의 전기료 절감효과를 얻을 수 있다.

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