전 세계적으로 에너지효율 향상과 탄소배출 저감이 냉난방공조산업의 핵심과제로 부상하고 있다. EU를 중심으로 PFAS·F-gas 등의 규제 강화도 함께 진행됨에 따라 저GWP 냉매전환이 가속화되고 있다.최광일 한국폴리텍대학 순천캠퍼스 산업설비과 교수는 CO₂ 냉매에 관심을 두고 꾸준히 연구를 진행하고 있다. 일본 HVAC&R에 참관한 최광일 교수를 만나 참관배경과 HVAC&R에서 선보인 주요 제품특징 등에 대해 들었다.
▎HVAC&R JAPAN 참관배경은
일본 내 최대 규모 냉난방공조·냉동산업 전시회인 HVAC&R JAPAN에 참가해 최신 기술 동향과 시장흐름을 직접 확인하기 위해 전남권 냉동공조 회원들과 함께 참관하게 됐다.
▎올해 전시회 트렌드를 평가한다면
전 세계적으로 에너지효율 향상과 탄소배출 저감이 HVACR산업의 핵심과제로 부상하고 있다. △고효율시스템 △친환경냉매 △에너지회수기술 등이 빠르게 확산하고 있으며 친환경냉매 전환 및 규제 강화에 따라 유럽을 중심으로 PFAS 규제, F-gas 규제 강화가 진행되고 있다.이에 따라 △R-32 △CO2 △프로판(R290) 등 저GWP 냉매전환이 가속화되고 있다.
▎가장 주목한 제품은
산업용 냉각시스템 중 관심있게 본 시스템은 1차 냉매로 R717를 사용한 냉동시스템과 2차 냉매인 R744를 이용한 간접 냉각방식이다. 해당 방식은 암모니아는 기계실 내부에서만 순환하고 CO₂는 냉동창고·쇼케이스·저온실 등 현장 말단부까지 순환하는 구조다. 암모니아의 고효율과 CO₂의 안전성을 동시에 얻기 위해 사용되는 시스템으로 친환경냉매를 이용한 것으로 보인다. CO₂는 액체순환 펌프방식 또는 펌프 순환식 냉동시스템으로 CO₂는 저·중온구역까지 배관으로 공급돼 말단부에서 증발해 다시 기계실로 회수되는 방식이다.
▎국내시장 도입가능성이 있는 제품·시스템은
히트펌프와 환기시스템을 결합하면 단순한 환기장치를 넘어 △에너지절감 △냉난방 △제습 △열회수 등까지 가능한 고효율 공조솔루션이다. 외기를 도입하고 히트펌프가 외기와 배기에서 열을 회수해 필요 시 △냉난방 △제·가습까지 수행하고 실내로 공급한다. 히트펌프시스템용 냉매 또한 친환경냉매인 CO₂냉매를 이용해 구성됐다. 국내에서도 일부 환기시스템에 적용되고 있지만 에너지절감 측면에서 좀 더 기술개발이 요구되는 상황이다.
▎전시제품대비 국내 기술 경쟁력과 개선할 점은
국내 냉동공조기술도 비약적으로 발전하고 있지만 이번 전시회를 통해 친환경냉매를 적용한 히트펌프시스템에 대한 국내 기술개발이 절실하다는 걸 느꼈다. 또한 AI기술을 도입한 냉동공조시스템의 예지정비에 대한 기술개발도 필요해 보인다.
국내 히트펌프 제품은 중소형 및 주거와 상업용에 강한 반면 전시된 히트펌프의 경우 고온 및 대용량과 지역난방까지 확장되고 있다. 특히 친화경 규제 및 실행을 위한 자연냉매 및 저 GWP전환을 선도하고 있다.
▎향후 국내 냉동공조시장이 글로벌시장에서 경쟁력을 갖기 위해 나아가야 할 방향은
△R290(프로판) 안전설계기술 확보 △R744(CO₂) 고압시스템기술 확보 △HFO 계열 냉매 적용 확대 △국제 규제 선제대응 등 본격적인 친환경냉매 기술전환이 필요하다.
히트펌프에 대한 △산업용 고온(80~120℃) 히트펌프 △지역냉난방 대용량 히트펌프 △CO₂ 히트펌프 온수기 △히트펌프 환기시스템 △데이터센터용 히트펌프 냉각시스템 등의 기술고도화가 시급하다.
이에 더해 AI기반 제어·예측 유지보수기술 확보를 위한 △AI 부하 예측 △냉매 충전량 자동 최적화 △고장 예측 △에너지 최적 운전 알고리즘 등이 필요하다.
▎마지막으로 하고 싶은 말이 있다면
이번 전시회를 통해 해외 공조냉동기술에 대해 국내 공조냉동기술의 위기감을 느낄 정도로 많은 발전을 하고 있었다. 국내냉동공조산업의 미래 전략기술 확보와 산업경쟁력 강화 및 수출 확대를 위해 신산업 육성 및 기술발전을 위해 국가적인 연구개발 지원의 필요성을 다시 한번 촉구하게 한다.
