[투데이에너지 홍시현 기자] 우리나라는 매년 증가하는 냉난방 전력수요를 해결하기 위해 다양한 에너지절감시스템들이 도입되고 있다. 이번 기획에서는 건물에 적용되고 있는 냉난방시스템(빙축열과 지열) 및 선도기업에 대해 소개하고자 한다.
빙축열시스템은 상태변화에 필요한 열을 이용해 저장하는 방식으로 물 또는 PCM이 사용되며 캡슐타입(Capsule type), 코일타입(Ice-on-coil type), 슬러리타입(Slurry type) 등으로 세분화된다.
지열시스템은 외기온도에 의한 영향을 받지 않는 지중의 열을 이용해 높은 열효율(COP)를 나타낸다. /편집자 주
■ 빙축열(슬러리타입)시스템 / (주)아이스맥스
(주)아이스맥스의 슬러리 빙축열시스템은 빙축열조 내부에 브라인을 충전해 심야시간대에 제빙기를 가동해 액체얼음 형태의 아이스슬러리(ice slurry)를 생산해 빙축열조에 저장했다가 냉방부하가 발생하는 낮 시간대에 부하측 냉수와 열교환시켜 냉방에 이용하는 방식이다.
■ 아이스맥스 빙축열시스템 특징
슬러지 빙축열시스템은 제빙기, 압축기, 빙축열조, 냉각탑, 열교환기(판형), 냉각수/브라인/제빙용 펌프로 구성된다.
제빙원리는 축열조에서 펌핑된 브라인이 제빙기 상부로 유입돼 튜브 내부로 중력에 의해 낙하하며 냉매와 열교환이 이뤄진다. 튜브 내로 흘러내리는 브라인에 의해 얇은 막이 형성돼 윤활 작용과 튜브면의 필름 계수를 증대시켜 극심한 난류형태로 흘러내려 열교환을 극대화한다.
열교환 작용에 의해 튜브 내에서 흘러내리는 브라인을 과냉각시켜 회전하는 휩로드에 의해서 과냉각이 풀리면서 연속적으로 슬러리가 생성되며 얼음입자는 약 50㎛ 정도다. 중요한 것은 얇게 생성된 미세 얼음입자를 휩로드가 휘저어 열교환 표면에 결착되지 않게 하는 기술이다.
■ 축열 잔량 손실 거의 없어
제빙운전은 축열조 내부 브라인을 제빙기로 순환시켜 브라인 온도를 낮춰 축열조 상부에서 살수한다. 초기에는 아이스슬러지는 생성되지 않으며 축열조 내부 브라인 온도만 낮아진다. 제빙운전이 일정시간 경과 후 제빙기에서 슬러지가 생성돼 축열조 상부에서 슬러리와 스라인이 혼합된 상태로 살수되면서 슬러리가 적층되기 시작한다. 제빙운전 말기에는 축열조 내부 슬러리 저장량이 50% 정도 되면 제빙운전을 중지하며 얼음비중으로 인해 최초 브라인 담수 높이보다 약 10% 상승한다.
해빙운전은 열교환기를 거친 상온의 브라인이 축열조 상부 살수노즐에 의해 축열된 아이스슬러리 표면에 살수된다. 살수된 상온의 브라인은 아이스슬러리 표면에 골고루 살포돼 축열조 전체 공간에 걸쳐 균등하게 열교환이 이뤄진다. 해빙 시 방열 특성이 좋아 축열조 내에 소량의 얼음까지도 완전하게 열교환이 이뤄져 축열 잔량 손실이 거의 없는 것이 특징이다.
아이스맥스의 슬러리방식은 롯데월드, KINTEX, 한국전력기술, 한국수력원자력,제주 컨벤션센터, 대구민자역사, 강원랜드 카지노호텔 등 다수의 현장에서 확인할 수 있다.
