- 연간 공조에너지 소비량을 80% 이상 삭감, ZEB의 보급 전개 -

NEDO프로젝트에서 ㈜닛겐설계종합연구소, 다이세이건설(주), ㈜아사히공업사는 에너지절약과 쾌적성을 양립시킨 새로운 업무용 빌딩 액냉공조시스템을 개발하였다. 본 시스템은 종래 실내로 방출한 기기발열을 발생원에서 냉각함으로써 에너지절약과 쾌적성의 양립을 실현하고, 연간 공조에너지 소비량의 80% 이상을 삭감할 가능성을 나타내었다.

업무용 빌딩에서의 ZEB 실현은 공조에너지 소비량의 대폭적인 삭감이 필요하였다. 종래 공기공조기 방식의 공조에서는 기기발열이 실내에 확산 후, 실내공기를 냉각하기 위한 저온냉수가 필요하며, 온도분포가 실내 온열환경에 편차를 발생시키는 원인이 되며, 에너지절약성, 쾌적성에 과제가 있었다.

이번에 개발한 시스템은 종래 실내에 방출하였던 기기발열을 발생원에서 중온냉수에 의해 냉각하는 액냉화와 회수 온열, 태양열 등의 재생가능 에너지를 이용할 수 있는 열원시스템을 조합시키고, 이러한 기기의 최적 운전을 지원하는 관리시스템도 포함한 통합적인 공조시스템이다. 개발요소를 통합한 실증시험과 시스템 시뮬레이션에 의해 업무용 빌딩 공조로서 일반적인 공냉 히트펌프 열원과 공조기 시스템에 의한 공조와 비교하여 연간 공조 에너지 소비량 80% 이상의 삭감과 쾌적한 실내환경의 실현을 확인하였다.

이번 개발성과는 다음과 같다.
(1) 내부 부하 액냉시스템
LED 조명, 복합기, 컴퓨터 등 내부발열을 중온 냉수에 의해 발열원에서 처리하는 액냉 열교환유닛
(2) 히트펌프 열원 데시캔트에 의한 외기 잠열 부하 처리시스템
태양열 및 회수온열을 이용한 온열원과 중온 냉수에 의한 외기 잠열 처리시스템
(3) 실내 현열처리를 액냉으로 수행하는 냉방시스템
중온 냉수를 사용한 칠드빔(복사냉난방시스템) 및 방사패널에 의한 실내 현열 처리시스템
(4) 건물 내 액냉 배수, 접속시스템
중온 냉수 및 회수 온열의 배관시스템, 만일 발생하는 누수 시의 대책으로서의 누수 차단에 의한 누수 검지와 통수 차단시스템, 액냉 열교환 유닛의 탈착을 비누수(non-leak)로 가능한 액냉 콘센트
(5) 내부 발열 회수 온열을 유효 이용하는 열원시스템
회수 온열, 태양열, 프리 쿨링 등 미이용 에너지를 이용하여 중온 냉수 및 온수의 공급을 수행하는 고효율 액냉 히트펌프 및 흡착식 냉동기 등의 열원시스템
(6) ZEB 에너지 관리시스템
기기의 운전상태 모니터링과 이상적인 운전상태 시스템 시뮬레이션을 실시간으로 수행함으로써 운전상황의 확인 및 최적의 운전방법 결정을 수행하여 높은 에너지절약 운전을 실현하는 관리시스템

개발요소를 통합한 실증시험과 시스템 시뮬레이션에 의해 업무용 빌딩 공조로서 일반적인 공냉 히트펌프 열원과 공조기 시스템에 의한 공조와 비교하여 연간 공조에너지 소비량 80% 이상의 삭감과 쾌적한 실내환경의 실현을 확인하였다.

앞으로 2020년경을 목표로 이번에 개발한 업무용 빌딩 액냉공조시스템을 조합시킨 ZEB의 보급 전개를 목표로 한다. 이번에 개발한 기술은 사업소 건물뿐만 아니라 데이터센터 및 산업분야에도 응용 가능하며, 추가적인 에너지절약을 위한 전개를 기대할 수 있다.

(그림) 종래 시스템과의 전력소비량 비교

 

[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2015년 11월 26일]