LGHVAC_vol.12_07

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1 HVAC Heating, Ventilating, and Air Conditioning vol. 12 전문정보지 시스템에어컨 종합 소식지 LG Air Conditioning Magazine /08 vol.12 기획특집 신재생 에너지 시스템의 새로운 대안을 제시하다 LG 에어컨, 2009 서울기후변화박람회 참가 HVAC 소식 LG 시스템에어컨, 에너지 위너상 대상 수상 시민단체가 선정한 최고 에너지 효율제품 Global Report UAE 기업들, LG전자의 친환경 기술을 배우다 LG전자, 하노이 랜드마크 타워에 시스템에어컨 공급 신제품 신기술 공장 적합형 에너지 절약 공조시스템 Technical Report 친환경 고효율 히트펌프를 활용한 하이브리드 공조시스템 국내 적용 사례

2 HVAC vol.12 전문 정보지 Heating, Ventilating, and Air Conditioning 02 인사말 HVAC 분야의 세계적인 트렌드, VRF(Variable Refrigerant Flow) 시스템 <LG전자 AC 연구소장 김인규> 03 기획특집 LG 에어컨, 2009 서울기후변화박람회 참가 신재생 에너지 시스템의 새로운 대안을 제시하다 06 HVAC 소식 LG 시스템에어컨, 에너지 위너상 대상 수상 시민단체가 선정한 최고 에너지 효율제품 Global Report UAE 기업들, LG전자의 친환경 기술을 배우다 베트남에도 LG 바람이 분다 - LG전자, 하노이 랜드마크 타워에 시스템에어컨 공급 10 신제품 신기술 공장 적합형 에너지 절약 공조시스템 16 Technical Report 친환경 고효율 히트펌프를 활용한 하이브리드 공조시스템 국내 적용 사례 Event Spec-In하시면 e-mileage를 드립니다 32 정기구독 신청서 HVAC 전문 정보지 를 무료로 드립니다 16 HVAC 전문 정보지 통권 제12호 격월간 비매품 발행일 2009년 07/08월 발행처 LG전자 AC 사업본부 CAC사업팀 (02) ~7 편집디자인 씨에스디자인 (02)

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4 인 사 말 HVAC 분야의 세계적인 트렌드, VRF(Variable Refrigerant Flow) 시스템 2HVACvol.12 전문 정보지 LG전자 AC 연구소장 김인규 최근의 고유가에 따른 에너지 절약, 저탄소 녹생 성장의 시대적 흐름에 따라 공조 산업은 여러 신기술을 바탕으로 급속도로 변화하고 있다. 특히 히트펌프 기술을 응용한 멀티 시스템인 VRF(Variable Refrigerant Flow) 시스템은 HVAC(Heating, Ventilation, Air Conditioning) 분야의 세계적인 핫 트렌드로 떠오르고 있다. 히트펌프 기술은 사용하지 않는 대기의 열을 작은 전기 에너지를 인가하여 사용하고자 하는 온도대의 열로 변환 하는 시스템이다. VRF 시스템은 히트펌프 기술을 활용하여 외기 부하 조건에 적절히 대응하고 냉난방 기능을 효율적 으로 수행하는 기술이다. 이렇게 히트펌프의 난방 에너지 절약 측면이 부각되면서 세계 HVAC 시장의 메가 트렌드 기술로 떠올랐으며, 빌딩의 멀티 공조가 가능해졌다. 특히, 우리나라와 같이 겨울철 외기 온도가 낮은 상태에서는 인버터 기술을 사용하여 압축기 속도를 높여 별도의 보조 히터 없이도 정상적인 난방 성능을 확보할 수 있다. 현재 공조 시장은 일본, 유럽, 중국에서 통용되는 VRF 시스템과 북미, 유럽 일부에서 사용하는 Chiller 시스템, 북미 시장의 전통적인 덕트 시스템 형태가 BMS(빌딩 통합 관리 시스템)와 통합하여 경쟁이 진행 중이다. 그 중에서 세계 HVAC 총 장비 시장 480억 달러 중 60%가 Ductless 제품인 VRF 시스템이며 중소형 상업용 빌딩 시장을 중심으로 급속히 성장하고 있다. 일본의 경우 중소형 건물의 50%, 대형 건물의 33%를 VRF 시스템이 차지하고 있으며, 한국도 지난 5년간 급속도로 보급되어 단일 국가로는 중국, 일본에 이어 세계 3대 VRF 시스템 시장으로 조사되었다. (BSRIA, 2009) VRF 시스템의 장점은 냉난방 설계가 용이하며, 장비 추가 및 확장성의 편리, 설치 시 가격 절감과 공사기간이 짧고, 건축물 리모델링에도 적합하다는 점, 높은 에너지 효율성과 쾌적성, 시운전 및 유지 보수가 편리하다는 점 등이 있다. 한 대의 실외기에 1~3대의 압축기가 장착되어 용량 가변 범위가 넓고 인버터 압축기를 적용하여 실내 부하에 따른 정교한 제어가 가능하며 냉난방이 필요한 지점에만 선택 운전이 가능하고, 임대 건물의 경우 사용전력량 분배도 용이 하여, 개별 사용자에 요금 부가를 통한 에너지 절감 유도 효과도 크다. 정부는 지난 8월 15일 제 63주년 광복절 및 대한민국 건국 60주년 경축식 기념사에서 다음 60년의 비전으로 새로운 국가 경제 모델인 저탄소 녹색 성장 을 제시했다. 녹색 성장은 온실 가스와 환경 오염을 줄이는 지속 가능한 성장을 뜻한다. 저탄소 녹색 성장을 위해서 아래의 3가지로 히트펌프 기술을 보다 광범위하게 확대할 것을 제안한다. 첫 번째는 에너지 절약형 고효율 VRF 시스템으로 대형 건물까지 적용을 확대하는 것이다. 고효율 VRF 시스템으로 냉난방을 하면 기존 전기식 냉난방기 대비 64.8%의 연간 에너지 사용량을 절감할 수 있다. 또한, 고유가와 직접 연동 되는 화석 연료 및 LNG 가스 등을 사용하지 않으므로 경제적이면서 친환경적인 에너지를 사용할 수 있다. 두 번째는 신재생 에너지 중에서 투입 비용당 에너지 회수율이 가장 높은 지중열원을 확대 적용하는 것이다. 지중 열원을 이용한 VRF 시스템을 적용하면 공기열원 대비 지중의 일정한 열원을 활용하여 안정된 냉난방 성능을 확보할 수 있다. 냉방 5.0, 난방 5.2의 높은 에너지 소비 효율로 연중 일정하게 운전이 가능하기 때문이다. (참조 : 일반적인 공기열원 VRF의 에너지 소비 효율은 냉방 3.2, 난방 3.5) 세 번째는 바닥 난방/온수 공급을 히트펌프로 활용하기 위한 기술 개발이 필요하다. 유럽에서는 고효율 히트펌프 를 무한의 태양 에너지 열원(공기, 물, 토양 등)을 이용하는 신재생 에너지 항목으로 포함하여 보급을 확대 중이며, 고효율 히트펌프를 활용한 급탕/온수 공급 시스템으로까지 확대가 활발히 이루어지고 있다. 보일러 대신 히트펌프를 설치하면 정부가 총 제품 구입가의 50%를 Cash Back(보조금) 해주는 제도가 있다. 이는 보일러를 가동할 때 보다 에너지 효율이 네 배 정도 높다는 이유이다. 향후 HVAC 산업은 중앙 공조와 VRF 시스템(히트펌프)의 병용 설계(보일러, 냉각탑 등), 에너지 원의 다양한 복합 설계(지역난방, 지열, 태양열 등)로 하이브리드 공조 시스템 개념이 더욱 발전될 것이다. 이제 VRF 시스템은 단순한 제품 개념을 넘어 건축 초기의 하이브리드 시스템 최적 제안, 친환경 및 에너지 절약 설계, 첨단 인텔리전트 빌딩 제어, 홈네트워크를 통한 유비쿼터스로 융합/발전할 것이며 그 진화의 속도는 향후 2~3년 후 기존 100년의 공조 역사를 뛰어넘는 속도로 발전할 것이다.

5 기획특집 LG 에어컨, 2009 서울기후변화박람회 참가 신재생 에너지 시스템의 새로운 대안을 제시하다 LG전자가 지난 5월 18일부터 21일까지 서울 삼성동 코엑스 인도양홀에서 열린 2009 서울기후변화박람회 에 참가했다. C40 정상회의 와 동시에 개최된 이번 서울기후변화 박람회 는 뉴욕, 런던, 도쿄 등 약 80여 개 세계 대도시 시장단과 기후변화 정책 관계자, 기후 분야의 우수 기술과 제품을 보유한 기업들이 참가하여 기후변화 대응정책의 성과와 최첨단 관련 기술을 교류했다. 신재생 에너지 설비 인증 받은 지열히트펌프, Hybrid XEO 최초 공개 LG전자는 이번 박람회에서 그린 에너지 솔루션 을 주제로 지열, 태양열 등 다양한 친환경 신재생 에너지 시스템을 소개했다. 특히, 기존의 공간 냉난방 운전 은 물론이고 바닥난방과 온수용 급탕까지 가능케 하는 지열히트펌프 Hybrid XEO(모델명 LRG-W2900D) 를 처음 선보였다. 이 제품은 지난달 에너지 관리 공단 신재생 에너지 센터로부터 신재생 에너지 설비로 인증 받아 향후 관공서, 학교, 주택, 시설원예 등으로의 공급에 탄력을 받을 것으로 기대를 모으고 있다. 3

6 기획특집 고효율 차세대 시스템에어컨, MULTI V SUPER Ⅲ 그리고 높은 에너지 효율로 기존 대비 연간 에너지 소비량을 20% 가량 절감 할 수 있는 MULTI V SUPER Ⅲ 제품도 전시했다. 공기열원을 이용해 고효율 냉난방을 가능케 하는 MULTI V 제품 시리즈는 최근 유럽에서 공기열원을 사용한 냉난방 제품을 신재생 에너지 제품으로 인정함에 따라, 차세대 신재생 에너지 제품으로 많은 주목을 받고 있다. 4HVACvol.12 전문 정보지 8

7 관람객들이 신재생 에너지 설비로 인증 받은 하이브리드 지오 제품을 살펴보고 있음 3 고성능 고효율 공냉식 히트펌프 MULTI V SUPER Ⅲ 4 가정에서 열과 온수 등의 에너지원으로 신재생 에너지 인 태양열과 지열을 사용하는 과정을 미니어처로 연출 한 그린홈 컨셉 5 9 ACP 본체에 웹서버가 내장되어 있어 AC Manager와 연동하여 에어컨의 제어 및 모니터링이 가능 6 LG전자가 지열을 이용해 개발한 하이브리드 지오 제품, 냉난방 운전은 물론이고 바닥난방과 온수용 급탕 까지 가능 7 다양한 맞춤형 히트펌프를 적용한 시설원예 미니어처 생활 속 그린 에너지를 위하여 이외에도 LG전자는 가정, 학교에서 열과 온수 등의 에너지원으로 신재생 에너지인 태양열과 지열을 사용하는 과정을 미니어처로 연출한 그린홈 (Green Home), 그린스쿨(Green School) 도 선보여 많은 주목을 받았다. LG전자 에어컨사업본부 CAC(Commercial Air Conditioning) 사업팀장 허인구 상무는 전 세계적으로 기후 변화의 위기가 화두인 가운데 정부가 그린홈 100만호, 지열냉난방 전기 요금 누진제 폐지 등 그린 에너지 보급 활성화에 주력하고 있어 신재생 에너지 관련 시장이 확대될 것으로 기대된다 며 LG전자는 신재생 에너지 연계 제품 개발을 가속화해 시장 요구에 적극 대응하며 그린 에너지 솔루션 기업 이미지를 강화해 갈 것 이라고 강조했다. Green Energy Solution Leader 9 5

8 HVAC 소식 LG 시스템에어컨, 에너지 위너상 대상 수상 시민단체가 선정한 최고 에너지 효율제품 지난 7월 23일, 한국언론재단 20층 국제회의장에서 열린 제13회 에너지 위너상 수상식에서 LG전자의 빌딩용 시스템에어컨 MULTI V SUPER Ⅲ 가 녹색기기 부문에서 에너지 위너상 대상(지식 경제부 장관상)을 수상했다. 엄정한 심사 결과, 에너지 절감효과와 에너지 효율기술이 가장 뛰어난 고효율 에너지 및 친환경 제품 33개와 에너지 절약활동 6개가 수상작으로 선정됐 는데, 이 중에서도 LG전자의 빌딩용 시스템에어컨이 (사)소비자시민모임 이 선정한 최고의 에너지 효율제품 으로 선정됐다. 시민단체가 선정한 에너지효율 최고제품, MULTI V SUPER Ⅲ LG전자의 빌딩용 시스템에어컨이 시민단체가 선정한 최고 에너지 효율제품 으로 선정됐다. 빌딩용 시스템에어컨 MULTI V SUPER Ⅲ는 열교환성능 25% 개선, 세계 최초의 연속 난방운전, 세계 최대 용량 및 최소 크기 등의 성과가 높게 평가됐다. 그 중에서도 특히 기존 모델에 비해 연간 전력요금을 약 14% 줄였다는 점에서 높은 점수를 받아 에너지대상 및 지식경제부 장관상을 받았다 HVACvol.12 전문 정보지 한국언론재단 20층 국제 회의장에서 열린 제13회 에너지 위너상 수상식 2 제13회 에너지 위너상 수상 식에 참석한 LG전자 김병순 연구위원 4 녹색기기 부문의 에너지 위너상 대상(지식 경제부 장관상)을 수상 한 MULTI V SUPER Ⅲ

9 3 4 5 올해의 에너지 위너상이란? 올해의 에너지 위너상 은 기업의 에너지효율 기술과 환경친화적 제품 개발을 격려하고 소비자들로 하여금 에너지 고효율 제품의 소비를 권장하기 위해 1997년 처음 제정되어 매년 시행되고 있으며, 올해로 13회째를 맞이하는 상이다. 시민단체인 소비자시민모임이 지식 경제부와 환경부, 에너지관리공단의 후원을 받아 에너지 효율이 높은 제품이나 뛰어난 에너지 절약 활동을 벌인 기업을 선정하고 있다. 연간 전력요금을 14% 절감한 MULTI V SUPER Ⅲ 세계 최고의 에너지 효율을 자랑하는 MULTI V SUPER Ⅲ는 고효율 고압식 BLDC 압축기, 압축기 용량 제어 확대, 고효율 DC 인버터 팬 모터 등 핵심기술을 적용하여 냉난방 효율(COP)을 기존 3.5/4.12에서 4.2/4.6으로 향상시켰다. 이를 전기요금으로 적용 시 연간 14% 전기요금 절감이 가능하다 에너지 위너상 지식 경제부 장관상 2009 에너지 위너상 대상 2009 에너지 위너상 대상 고효율, 빌딩용 솔루션으로 새로운 공조환경을 만들다 대형 빌딩 및 초고층 빌딩에 적합한 MULTI V SUPER Ⅲ는 한 대의 대용량 실외기에 다양한 용량 및 다수의 실내기를 연결하여 정교한 냉매 제어를 통해 완벽 한 개별 냉난방이 가능한 멀티형 냉난방 시스템이다. 실내기와 실외기가 110m 가량 떨어져 있어도 냉난방이 가능하고, 단일 실외기 용량을 업계 최대 수준인 실외기 1대당 20마력으로 구현했다. 이로써 기존에는 20마력 용량의 실외기를 설치하기 위해 14마력과 6마력, 두 대 의 실외기를 설치해야 했으나 이제는 1대의 실외기로 동일한 효과를 낼 수 있다. 이는 실외기 제품 설치 면적을 최대 38%까지 축소시켜, 건물 옥상 및 지하 기계실에 여유 공간을 제공한다. 그리고 모듈화 설계로 각각의 실내공간에 맞는 다양한 실내기를 추가할 수 있고, 확장 이 자유로워 설계 및 설치성 면에서도 세계 최고 수준을 자랑한다. 7

10 Global Report UAE 기업들, LG전자의 친환경 기술을 배우다 지난 3일 오후 UAE 친환경 에너지기업 관계자들이 LG전자로부터 친환경 관련 노하우를 배우기 위해 방문, 창원의 LG전자 에어컨 사업본부를 둘러보고 있다. 8HVACvol.12 전문 정보지 LG전자 - 아랍에미레이트, 친환경 공조 강화 아랍에미레이트(UAE) 기업들이 LG전자의 친환경 기술 배우기에 열을 올리고 있다. 아랍에미레이트의 대표적인 친환경 에너지기업 아부다비 마린 오퍼레이팅 컴퍼니, 돌핀 에너지, 두바이 내추럴 가스, 자쿰 디벨롭 먼트 컴퍼니, 마스다르 과학기술연구소 관계자들이 한국 을 방문하여 적극적으로 LG 벤치마킹에 나서고 있다. 이의 일환으로 아랍에미레이트 정부가 엄선한 친환경 에너지 기업의 우수 직원 10여 명으로 구성된 방문단이 지난 6월 28일 7월 7일 열흘간 LG전자 에어컨 사업 본부, 시화조력발전소, 한국냉동공조기기인증센터, 부산 대학교 등을 방문하고 에너지관리공단, 한국전력 전문가 들과의 세미나 교육 등에 참여했다. 이들은 이번 방문 과 교육에 대한 보고서를 작성해 두바이 통치자인 세이크 모하메드에게 보고할 예정이라고 밝혔다. 앞서 지난 2월 UAE 환경부 라쉬드 장관도 아랍에미 레이트의 차세대 에너지 사업 방향을 모색키 위해 방한, 당시 태양에너지 사업 수직계열화를 완료하고 솔라셀 발전소를 건설하는 등 친환경 사업과 제품 개발 등에서 한발 앞서 나가고 있는 LG그룹을 벤치마킹차 방문한 바 있다. 그 당시 이번 UAE 친환경 기업 전문가의 벤치 마킹을 협의한 것으로 알려졌다. 민간기업 최초로 국제규모의 친환경 컨퍼런스 개최 LG전자는 민간기업 최초로 2008년부터 매년 아랍에미 레이트 정부와 공동으로 국제규모의 친환경 컨퍼런스를 개최하고 있다. 아랍에미레이트는 세계 최초의 무탄소 배출 도시인 마스다르 시티 건설을 추진하고, 두바이를 친환경 도시 로 만드는 프로젝트를 진행하는 등 중동 지역에서 환경 문제에 가장 관심이 높은 국가이다.

11 Global Report 베트남에도 LG 바람이 분다 LG전자, 하노이 랜드마크 타워에 시스템에어컨 공급 지난 3일 남영우 LG전자 아시아지역본부장(사장 왼쪽 세번째), 이재성 베트남 법인장(왼쪽 여섯번째)을 포함한 주요 인사가 베트남 하노이에 위치한 하노이 랜드마크 타워 모델하우스 를 방문해 하노이 랜드마크 타워 모형을 관람했다. HANOI 베트남에 대규모 시스템에어컨 공급 계약 체결 LG전자는 최근 베트남의 수도 하노이에 경남기업이 건설 중인 하노이 랜드 마크 타워(Hanoi Landmark Tower) 에 약 700만 달러 규모의 시스템에어컨 공급 계약을 체결했다. LG전자는 이 건물에 MULTI V MINI 제품을 공급할 예정이다. MULTI V MINI 제품은 기존 대비 제품크기를 54% 가량 줄여 높은 공간 활용성을 자랑하는 모델이다. 특히 고효율 저소음의 인버터 기술을 적용, 기존 대비 연간 에너지 소비량을 최대 20% 가량 절감시켜 제품 우수성을 인정받았다. 하노이 랜드마크 타워 는 사무실 빌딩 1개 동, 주거용 빌딩 2개 동으로 구성 된 고급 주상복합 건물로 2010년 완공 예정이며, 하노이 정도( 定 都 ) 1000주년 기념 행사가 개최될 장소로 베트남의 새로운 랜드마크로 주목 받고 있다. HO CHI MINH 아시아 에어컨 시장을 본격 공략하라 이와 함께 LG전자는 이미지 난 달 베트남 호치민 지역에 LG 시스템 에어컨 아카데미(LG CAC Training Academy) 를 개소하며 현지 서비스 경쟁력 강화에 나섰다. 이 곳은 2006년도 설립한 하이퐁(Haiphong) 지역의 LG 시스템 에어컨 아카데미 와 함께 베트남 지역 시스템 에어컨 관련 영업 및 설치, 사후관리 전문가를 육성, 지원하는 중추역할을 하게 된다. 이 곳에서 향후 서비스 대응력 을 높이기 위해 프로젝트 관련 모든 엔지니어를 대상으로 연말까지 시스템 설계, 설치 등의 교육을 진행할 예정이다. LG전자 아시아지역본부장 남영우 사장은 LG전자 시스템에어컨의 기술력과 현지 마케팅의 시너지 효과가 본격적인 성과를 보이고 있다 며 고객 인사이트 를 반영한 지속적인 제품 출시 및 우수한 공조 전문 인력 확보를 통해 베트남은 물론 아시아 지역 에어컨 시장을 선도해 나갈 것 이라고 강조했다. 9

12 신제품 신기술 공장 적합형 에너지 절약 공조시스템 LG전자의 공장 적합형 에너지 절약 공조시스템은 8년 연속 세계판매 1위 기술력을 바탕으로 하여, 생산시설에 쾌적한 냉난방을 통한 생산성 향상, 고효율 제품을 통한 에너지 비용절감, 그리고 통합제어 시스템을 통한 편리한 유지관리가 가능한 것이 장점이다. 10 생산성 제고와 품질향상, 넓은 공장 내 공간을 효율적으로 냉난방하기 위해서는 공장 적합형 에너지 절약 공조시스템이 필요하다. LG전자의 공장 적합형 공조시스템은 크게 생산시설, 사무실, 식당, 강당으로 구분하여 공장 어느 장소라도 최적의 공조 솔루션을 제공한다 공기열원 MULTI V SUPER Ⅲ, SUPER Ⅱ, 수열원 MULTIVWATERⅡ, 냉난방및가습이가능한 MULTI V AHU, 덕트연결형, 중대형 등 세계 최고 기술력을 자랑하는 제품들로 구성 된 공장 적합형 공조시스템은 답답하고 더운 공장의 이미지에서 벗어나 쾌적한 근무 환경을 제공한다는 점에서 향후 발전가능성이 무한하다.

13 생산시설 맞춤형 공조 솔루션 공조 특성 대공간, 고천장에 대한 기류 분포 고려 필요 작업자의 쾌적성 중요 생산시설 발열 부하 고려 추천 솔루션 덕트연결일체형 MULTI V AHU 중앙제어(ACP) 통합제어시스템(FCS) 생산시설 생산라인이 가동되면 각 제품들은 열을 발생하게 된다. 이러한 상황에 대처하기 위해 부분공조를 위한 덕트연결형 및 MULTI V AHU 시스템이 적합하다. <그림 1>에서 나타난 것과 같이 MULTI V의 디퓨저 설계, 덕트개별 Zoning 으로 근로자가 작업하는 공간에만 부분공조가 가능하여 생산능률을 올릴 수 있다. 그리고 각종 분진발생 및 공기질이 떨어질 수 있는 생산라인에 MULTI V AHU를 적용함으로써 쾌적한 실내를 유지할 수 있다. 공장은 건물 특성상 특정 전압을 필요로 하며 전압 불일치 시 장비추가로 인한 추가비용이 발생하게 된다. LG전자의 공장 적합형 공조시스템은 <그림 2>와 같이 사용전압을 다양화 하여 공조시스템 설치 시 발생할 수 있는 문제점을 최소화했다. 그림 1 덕트연결형(부분공조) 그림 2 공장 사용가능 전압 생산라인의 발열에도 공장 내부는 쾌적해요 덕트연결형 제품을 통해 부분공조가 가능하여 실내를 쾌적하게 할 수 있습니다. 공장 공단용 전압에 맞춰 편리해요 제품 전압(220V, 380V, 440V) 사용범위가 넓어 다양한 전압에 편리하게 설치할 수 있습니다. 생산기기 및 시설물의 발열량을 고려한 적절한 공조시스템이 필요합니다. 440V 중대형 220V 380V 440V MULTI V SUPERⅡ 덕트연결 일체형 11

14 신제품 신기술 사무실 맞춤형 공조 솔루션 공조 특성 공간별 개별 제어 필요 실내 환기 필요 저소음 및 인테리어 효과 필요 급속 냉난방 필요 추천 솔루션 4Way 카세트형 2Way 카세트형 1Way 카세트형 천장매립 덕트형 바닥 상치형 전열교환기 (eco V) 개별제어 중앙제어 (ACP) 사무실 / 회의실 직원들의 쾌적한 업무공간이 되어야 할 사무실은 굴뚝형 공장 이미지에서 벗어나야 한다. 쾌적하고 청결한 사무환경을 조성하기 위한 MULTI V SUPER Ⅲ, MULTI V SYNC Ⅱ 그리고 eco V(환기시스템)을 추천한다. 외부존 : 외부환경(일사,온도)에 의해 연중 부하변동이 큰 공간 내부존 : 사람, 기기발열에 의해 연중 부하변동 이 발생하는 공간으로 외부의 영향을 받지 않음 COP : 성능계수 COP가 높을 수록 에너지 효율이 높음 사무실은 부하 발생여부에 따라 외부존과 내부존의 온도차가 크다. LG 공장 적합형 공조시스템은 <그림 3>과 같이 외부존과 내부존을 구분하여, 공조로 인한 사무실 내 온도편차를 최소화했다. 이로 인해 전 지역에 일정한 냉난방이 적용 되던 기존의 공조시스템에 비해 직원들에게 최적의 맞춤공조를 제공한다. <그림 4>는 실외기 한대로 냉난방이 동시에 가능한 MULTI V SYNC Ⅱ제품 이다. 발열량이 큰 전산실 및 통신기기실의 경우, 다른 실과 별도의 냉방운전이 필요하다. MULTI V SYNC Ⅱ는 같은 공간에도 냉난방을 각각 해야 하는 공간 (전산실 등)에 Heat Recovery Unit을 통해 냉방 시 발생하는 폐열을 회수 하여 난방에 쓰기 때문에 COP가 높은 것이 장점이다. 그림 3 내부존, 외부존 구분 시스템 그림 4 의적용 사무실 특성에 맞게 Zoning 되어 있어요 외내부존의 구획별 Zoning을 통해 실별 특성을 고려하여 효율적인 시스템을 설계할 수 있습니다. 실외기 한 대로 냉난방이 동시에 가능해요 는 단 한대의 실외기로 전산실은 냉방, 일반 사무실은 난방으로 동시에 운전할 수 있습니다. 12 건물내 실 위치에 따른 부하특성을 고려해야 합니다. 외부존 : 외부환경(일사,온도)에 의해 연중 부하변동이 큰 공간 내부존 : 사람,기기발열에 의해 연중 부하변동이 발생하는 공간으로 외부의 영향을 받지 않음 발열량이 큰 전산실 및 통신기기실의 경우, 다른 실과 별도로 냉방운전이 필요합니다.

15 식당 맞춤형 공조 솔루션 공조 특성 조리실의 음식 냄새차단 필요 조리사 국부 냉방이 필요 식당에는 풍부한 환기량 확보 필요 추천 솔루션 덕트연결일체형 MULTI V AHU 전열교환기 (eco V) 중앙제어 (ACP) 통합제어시스템 (FCS) 식당 직원들의 복지공간인 식당은 공장 내 각종 오염요인으로부터 청결함을 유지하고 조리실의 음식냄새를 차단할 수 있는 덕트연결 일체형 및 MULTI V AHU, eco V (환기시스템)을 추천한다 공장, 공단과 같은 경우 식당이 대규모인 경우가 많다. 한번에 준비해야 하는 식사량이 많아서 음식냄새로 불쾌한 경우가 발생한다. 이를 방지하기 위해 MULTI V AHU는 <그림 5>와 같이 식당에서 주방으로 기류흐름을 유도하여 깨끗한 바람을 보낼 뿐 아니라 음식 냄새로 자칫 불쾌할 수 있는 식당에 신선한 외기도입 및 공기청정으로, 깨끗하고 청결한 분위기에서 즐겁게 식사할 수 있는 실내환경을 조성한다. 또한 <그림 6>과 같이 한번에 많은 직원들이 몰리는 점심시간 및 저녁시간의 경우, 붐비는 식사시간의 냉난방 부하를 고려한 강력한 냉방으로 설정온도 도달 시간을 빠르게 앞당길 수 있다. 그림 5 식당에서 주방으로의 기류흐름 그림 6 특정시간 갑작스런 냉난방 부하시 식당과 조리실의 음식냄새도 차단해드려요, 환기시스템을 적용하여 식당에서 주방으로 기류 흐름을 유도하여 깨끗하고 쾌적한 바람을 보내드립니다. 식사시간에는 더 강력한 파워냉난방을 해줘요 붐비는 식사시간의 냉난방 부하를 고려하여 강력한 송풍으로 균일한 냉난방이 가능합니다. 식당과 조리실의 각종 음식냄새를 차단해야 합니다. 13

16 신제품 신기술 강당 맞춤형 공조 솔루션 공조 특성 공간별 개별 제어 필요 실내 환기 필요 저소음 및 인테리어 효과 필요 급속 냉난방 필요 추천 솔루션 4Way 카세트형 천장매립 덕트형 바닥 상치형 MULTI V AHU 개별제어 중앙제어 (ACP) 통합제어시스템 (FCS) 강당 직원들을 위한 교육, 강연장이나 회의실로 사용되는 강당의 경우 층고가 높으므로 MULTI V AHU, 회의실은 공간활용이 용이한 천장 카세트형 실내기가 적합하다. 많은 사람들이 모이는 강당의 경우, 기존 고천장 공조의 단점인 기류 미도달 을 개선한 MULTI V AHU는 디퓨저 설계, 덕트 개별 Zoning 및 기류순환을 원활하게해실내를골고루시원하게할수있다. 강당의 경우, 많은 사람들이 이용하는 공간으로 자칫하면 소음으로 인한 불편함이 생길 가능성이 크다. LG전자 공조시스템의 차음설계는 조용한 강당에서도 소리를 거의 느낄 수 없을 정도로 저소음 운전이 가능하여 세미나 및 교육에 매우 유용하게 활용된다. 또한 시간대에 따른 재실밀도가 높아 충분한 환기량 확보를 통한 공기청정이 필요한 강당에 MULTI V AHU 적용으로 쾌적한 실내환경 조성이 가능하다. 그림 7 기류흐름 그림 8 차음설계(저소음, 저진동 냉난방 운전) 실내온도 편차가 없이 골고루 시원해요 의 디퓨저 설계, 덕트 개별 Zoning으로 기류순환이 원활해져 실내를 골고루 시원하게 할 수 있습니다. 에어컨이 가동 중인 줄도 모르게 조용해요 차음설계로 소리를 거의 느낄 수 없을 정도의 저소음 운전이 가능합니다. 높은 천장, 대공간 구조의 기류도달거리 한계로 실내 상하부 온도차가 발생할 수 있습니다. 정숙한 분위기의 저소음, 저진동 냉난방 운전이 필요합니다. 14

17 공장 통합제어 솔루션 인터넷을 이용하여 공장 전체 실내기별 통합제어가 가능합니다. ACP 본체에 웹서버가 내장되어 있어 AC Manager와 연동하여 에어컨의 제어 및 모니터링이 가능합니다. 생산시설 복지관 ACP ACP ACP 연구/업무 시설 AC Manager 최대 4,096실 제어 중앙 제어실 공장 통합제어 솔루션 기존의 제어시스템은 생산시설, 강당, 식당과 같은 대 공간과 사무실, 회의실과 같은 소공간이 각각 별도의 공조 시스템을 이용하여 각 공간별 개별제어를 해야 하는 단점 이 있었다. 하지만 LG전자 통합관리 제어 시스템은 중앙 제어 네트워크 솔루션인 ACP와 AC Manager를 이용하여 인터넷이 가능한 어느 곳이든 통합제어가 가능하다. 또한 복수제어방식이 가능하여 중앙제어 뿐 아니라 각 공간 개별제어도 가능하여 누구나 쉽고 편리하게 제어가 가능 한 것이 장점이다. 15

18 Technical Report 친환경 고효율 히트펌프를 활용한 하이브리드 공조 시스템 국내 적용 사례 국제 사회는 2009년 코펜하겐 협상에서 교토 의정서에서 참여하지 않은 주요 온실가스 배출 국가의 참여를 압박하고 있으며, 세계 9위의 온실가스 배출국인 한국은 의무 부담국이 될 것이 확실시 되고 있다. 이에 현 정부는 저탄소 녹색 성장 계획을 발표하였고, 이는 그린 에너지 산업을 새로운 성장 동력으로 육성 발전시켜 산업화 하고자 하는 것이다. 대기 중의 열을 이용하는 히트펌프 기술은 우리나라의 저탄소 녹색 성장을 이끌어 나갈 것이다. * 하이브리드 : 공기열원, 수열원, 지열원 등 다양한 열원을 복합적으로 활용 16

19 최근 CO2로 대표되는 온실 가스 배출에 의한 지구 온난화가 점차 가속화되고 있다. 20세기 들어 40만년 만에 CO2 농도가 300ppm을 넘었다고 보고 되었으며, 지구 온도의 상승과 비례하고 있다. 아프리카의 차드 호수가 없어 지고, 극지방의 빙하나 스위스 알프스의 눈이 빠른 속도로 녹는 것을 지구 온난화의 결과로 보는 것은 당연하다. 국제 사회는 2009년 코펜하겐 협상에서 교토 의정서에서 참여하지 않은 주요 온실가스 배출 국가의 참여를 압박 하고 있으며, 세계 9위의 온실가스 배출국인 한국은 의무 부담국이 될 것이 확실시 되고 있다. 이에 현 정부는 저 탄소 녹색 성장 계획을 발표하였다. 이는 그린 에너지 산업을 새로운 성장 동력으로 육성 발전시켜 산업화 하고자 하는 것이다. 대기 중의 열을 이용하는 히트펌프 기술은 우리나라의 저탄소 녹색 성장을 이끌어 나갈 것이다. 히트 펌프는 저온의 열원에서 열을 흡수하여 고온의 수열체로 열을 이동하는 에너지 이송 장치로 이 기술의 시초는 1800년대 유럽에서 Sadi Carnot에 의해 고안되고, Lord Kelvin에 의해 발전된 열 이용 기술이며 20세기 들어 냉장, 냉각, 냉난방 공조 장치 등 열을 사용하는 다양한 분야에 폭 넓게 적용되어 왔다. <그림 1>은 우리에게 친숙한 열기관(Heat Engine)의 역 사이클(Reverse Cycle)이 히트펌프(Heat Pump)임을 보여주고 있다. 열기관은 열을 소비하여 동력을 생성하지만, 히트펌프는 작은 동력을 투입해 열을 이동할 수 있는 시스템이다. Heat Engine 온도 Heat Pump 온도 QH TH QH TH QL Power TL QL Power TL <그림 1> Carnot가 고안한 히트펌프의 개념 17

20 Technical Report 히트펌프(COP = 4) 연료 100 발전소 대기 열 120 전기 40 전력 이송 및 분배 히트펌프 열 160 ( = 40 X 4) * 발전 효율 = 40% 기준 난방 160 연료 111 에너지 44% 감소 천연 가스 연료 111 CO2 방출 54% 감소 가스 온풍기 가스 보일러 열 100 ( = 111 X 0.9) 난방 100 가스 연소 시스템(효율 = 0.9) * 연소 시스템 효율 = 90% 기준 연료 100 가스 온풍기 가스 보일러 열 90열 90 손실 10 난방 90 연료 62.5 발전소 전기 25 히트펌프 열 100 ( = 25 X 4) 난방 100 <그림 2> 히트펌프와 가스 연소 시스템의 열 생성량 비교 <그림 3> 히트펌프와 가스 연소 시스템의 에너지 사용량 및 온실가스 방출량 비교 히트펌프와 일반적인 가스 연소 시스템의 비교 <그림 2>에서는 히트펌프가 일반적인 가스 연소 시스템과 비교하여 더 많은 열 에너지를 생성할 수 있다는 것을 보여준다. 투입된 연료가 100으로 동일할 경우 발전소를 거쳐 전기를 생성하는 것이 40이며, 여기서 히트펌프는 대기 중의 열을 흡수하여 160의 열을 만들어 낼 수 있다. 반면, 가스 연소 시스템인 온풍기나 보일러 를 통해 생성된 열은 90이 되므로 약 177% 높은 에너지 효율을 발휘할 수 있게 된다. 그렇다면 동일한 열에너지 100을 생성하는데 필요한 연료의 양을 역으로 계산 해보자. <그림 3>과 같이 에너지는 약 44%, 온실가스 방출량은 약 54%를 감소 시킬 수 있게 되어 국가 에너지 절감과 환경 보호에 동시에 기여할 수 있는 시스템이라고 볼수있다. 결국 가스 연소 시스템의 사용을 줄이거나, 혹은 히트펌프를 적용하여 국가 에너지 사용량을 줄여 온실 가스를 획기적으로 감축할 수 있다. 지금부터 국내 건축물 냉난방에 적용한 하이브리드 적용 사례를 통해 저탄소 녹색 성장 시대에 적합한 냉난방 및 공조 시스템의 시범 사례를 제시하고자 한다. 건물용도별 하이브리드 공조 시스템 적용 사례 18 히트펌프는 사용 열원에 따라 공기열원과 수열원으로 구분할 수 있으며 수열원 히트펌프는 하천수, 해수, 태양열, 지열, 지역 난방의 온수 등을 열원으로 이용할 수 있다. 건축물 공조 시스템의 하이브리드 설계는 건축물의 부하 및 운영 특성에 적합하도록 구성할 수 있으며, <그림 4>는 대표적인 공기열원, 수열원, 지열원 히트 펌프 시스템 구성도를 보여준다. 대부분의 중대형 건물의 경우 공기열원 히트펌프만으로도 냉난방 및 환기, 대공간 공조를 구성할 수 있으며, 신재생 에너지 의무 적용 대상인 공공건물의 경우 지중 열원을 사용할 수 있으며, 초고층 및 대형 건물의 경우 냉각탑과 보일러를 연계한 수열원 히트펌프로 구성하여 하이브리드로 설계할 수 있다.

21 공기열원 히트펌프 수열원 히트펌프 지열원 히트펌프 냉각탑 덕트 냉매배관 개별전열교환기 (단위세대) 공냉식 멀티 수냉식 멀티 냉매배관 (단위세대) (일반실) 개별전열교환기 (단위세대) 냉매배관 수냉식 멀티 개별전열교환기 공조기 덕트 수냉식 공조기 (고객 접대실) 덕트 수냉식 공조기 (로비, 대공간) (로비, 대공간) (로비, 대공간) 기계실 기계실 순환펌프 기계실 <그림 4> 공기열원, 수열원, 지열원 히트펌프의 시스템 구성도 하이브리드 공조 시스템 적용 사례 1 : 교육 시설 (증축) 현재 공공기관이 발주하는 연면적 3,000m 2 이상 신축, 증축, 개축 건물에 총 표준 건축 공사비의 5% 이상 신재생 에너지를 의무 적용해야 하며 2009년 3월부터는 국공립학교도 대상에 포함되었다. 아래와 같이 친환경적인 신재생 에너지인 지열 원을 이용한 Green Energy Campus 구축을 위해 부산 대학교 교수 연구동 (B1F~6F)에 지열원 히트펌프 100HP(10대), 급탕용 히트펌프 20HP(2대), 공기 열원 히트펌프 210HP(13대)를 설치하여 하이브리드 시스템을 구성하였다. 신선 외기 도입을 위한 개별 전열 환기 시스템 19,450CMH(137대) 및 개별 및 BMS 중앙 제어 시스템이 적용되어 있다. 또한 1~6F 건물의 화장실 온수 공급용 지열원 히트펌프를 별도로 구성하여 보일러를 사용하지 않고도 온수를 공급할 수 있다. 교육 시설 적용 시스템 개요 현장 개요 고객 Needs 친환경적인 대체 에너지를 이용한 냉난방 시스템 기존 공기열원 히트펌프와 통합 PC 제어 가능 공조 시설의 고효율 인버터 적용/부분부하 고효율 쾌적한 업무 환경 조성 현 장 명 : 부산 대학교 (증축) 현장위치 : 부산시 금정구 건물개요 : 지하 1층~지상 6층 용 도 : 교육 및 연구 시설 연 면 적 : 7,070m2 (2,143평) 지열면적 : 2,653m2 (803평) 공사기간 : 2006년 12월 준공 적용 시스템 지열원 히트펌프 (100HP) + 카세트 지열원 히트펌프 (20HP) + 급탕 공기열원 히트펌프 (210HP) 개별 전열교환기 (19,450CMH, 137대) 19

22 Technical Report 건물의 용도는 <그림 5>와 같이 교수 연구실(3~6F)과 사무실(1~2F)로 구분되며, 사무실은 교수 연구실과는 달리 사용 빈도가 많고 방학 기간에도 사용할 것이므로 신재생 에너지 지열원 히트펌프를 적용하였다. 반면 교수 연구실은 사무실과는 다른 부하 특성이므로 공기열원 히트펌프를 적용하였다. 지중 열교환기는 수직 밀폐형으로 총 120HP의 지열원 히트펌프를 기준으로 천공 깊이 175m, 보어홀수는 24공으로 설계하였다. 최초 공기열원 히트펌프로만 설계된 것을 공기열원과 지열원 히트펌프를 하이브 리드로 변경하게 되면서 초기 투자비가 32% 증가되었지만, 연간 운전비는 66% 절감할 수 있었다. 실제 절감량이 큰 이유는 본 학교의 여름철 수전용량이 부족 하여 별도의 가스 발전기(275kWe)를 가동하여 전기를 공급하여 전력 요금의 감소 효과가 반영되었기 때문이다.<그림 6> 이렇게 신재생에너지 의무 적용 건물에 상시 사용 공간인 업무/사무 공간의 일부 를 지열원 히트펌프를 적용하고, 기타 간헐 사용 공간인 회의실 등은 공기열원 히트 펌프를 적용하여 중소형 건물에 하이브리드 공조 시스템으로 구성할 수 있다. 공기열원 히트펌프 6F 교수연구실 계통(3~6F) 5F 4F 1~2F 실내기 설치 3F 학과행정실 계통(1~2F) 2F 1F 지열원 히트펌프 (냉난방용) 지중 열교환기 현장 (급탕용) Kit Tank B1F 기계실 내 히트펌프 <그림 5> 건물 운영 특성에 따른 하이브리드 공조 시스템 구성 초기 투자비 연간 운전비 100% 132% 100% 공기열원 히트펌프 공기열원 + 지열원 히트펌프 + 가스발전기 공기열원 히트펌프 <그림 6> 초기투자비 및 연간 운전비 비교 34% 공기열원 + 지열원 히트펌프 + 가스발전기 20

23 하이브리드 공조 시스템 적용 사례 2 : 사무 시설 (리모델링) 1972년 건축되었고, 1996년에 개 보수 되었으며 서울시 본부(1~3F)에 노후된 중앙공조(흡수식 냉온수기) 냉난방 시스템을 정부 주도 ESCO 시범 사업(건물 에너지 절약 및 이용 효율화)의 일환으로 지열원 히트펌프로 리모델링한 사례이다. 2008년 서울시에서는 최근 가스 요금의 가파른 상승에 따라 가스를 사용하지 않고도 난방을 할 수 있는 시스템, 신재생 에너지를 활용할 수 있는 시스템을 모색하였다. 사무 시설 적용 시스템 개요 현장 개요 현 장 명 : 서울특별시 본부 (리모델링) 현장위치 : 서울특별시 중구 건물개요 : 지하 1층~지상 3층 용 도 : 업무시설 연면적: 490평 공사기간 : 2009년 1월 준공 고객 Needs 적용 시스템 온실가스 저감 및 기후 변화에 적극 대응 건물 에너지 절약 및 이용 효율화 달성 2009년 CCI 총회 서울 개최 시범 사이트 구축 지열원 히트펌프(80HP) + 카세트 순환 펌프 및 지열 히트펌프의 자동제어 구성 지중 열교환기 설치 건물의 냉방 설계 부하는 150~180kcal/h m 2 로 총 80HP으로 지열 히트펌프 용량을 선정하였고, 지중 열교환기는 주차장 공간에 수직 밀폐형으로 천공 깊이 200m, 보어홀수는 15공으로 시공하였다.<그림 7> 기존 설계 흡수식 냉온수기(80 USRT) 변경 설계 지열 히트펌프(80HP : 20HP X 4대) 냉각탑(120 CRT) F.C.U F.C.U 카세트 카세트 F.C.U F.C.U 카세트 카세트 F.C.U F.C.U 카세트 카세트 도시가스 7.5kW 흡수식 냉온수기 (80 USRT) 7.5kW 지중 열교환기 <그림 7> 냉난방 시스템 변경 개요 4kW 지열 히트펌프 (80HP) 21

24 Technical Report 사무실, 기전실, 부속실, 당직실, 안내실 등 상시 운전되는 Zone에 지열원 히트 펌프가 적용되었으며, 지하 1층 관리실에서 지열원 히트펌프 시스템의 중앙 제어 및 모니터링이 가능하도록 계획되었다.<그림 8> 흡수식 냉온수기는 80RT, 냉각탑 120RT, 냉각수 펌프 15kW, 냉수 펌프는 7.5kW, 보조냉난방기 12대, FCU 실내기가 20대가 설치되어 있었고, 이를 지열원 히트펌프 80HP(4대), 열원수 순환 펌프 4kW, 실내측은 1, 4WAY 천장 카세트형 30대로 변경하였다. <그림 9>에서 볼 수 있듯이 가스를 사용하지 않는 지열원 히트 펌프로 변경함으로써 총 에너지 사용량을 50%, CO2 방출량은 55%를 절감할 수 있었다. 이렇게 기존의 가스 흡수식 냉온수기 적용 건물을 신재생 에너지 지열원 히트펌 프로 변경하여 중소형 건물에 하이브리드 공조 시스템으로 리모델링할 수 있다. 기계실 : 수배관 설비 3F 중앙관제 PGM 2F 주차장 : 지중열교환기 천공 1F 지열원 히트펌프 실외기 수배관 냉매배관 순환펌프 공조기 BF1 관리실 지열원 히트펌프 58kW (20HP) X 4대 실내기 : 1, 4WAY 카세트 30대 <그림 8> 지열 히트펌프 냉난방 시스템 설치 개요 총에너지 절감량 CO2 방출 저감량 단위 : Toe 100% % 가스 50% 가스 45% 흡수식 냉온수기 전기 13.8 전기 지열원 히트펌프 4.6 흡수식 냉온수기 전기 <그림 9> 에너지 소비량 및 온실가스 방출량 비교 7.7 전기 지열원 히트펌프 22

25 하이브리드 공조 시스템 적용 사례 3 : 상업/판매 시설 (신축) 서울시 관악구 농협 농산물 백화점(연면적 7,800평)의 사무 공간, 그리고 제연 계획이 필요한 판매 매장, 강당/식당/주방 등 대공간/가압/가습이 필요한 공간 에도 공기열원 히트펌프로 적용 가능함을 보여준 사례이다. 초기 흡수식 냉온수기 800RT, 각 층에 냉온수 Type AHU, 개별실은 FCU, BMS 자동제어로 구성된 중앙 공조 설계를 공기열원 히트펌프로 변경하였으며 공기열원 히트펌프의 총 용량은 1,040HP, 판매 매장 및 강당/식당/주방 직팽식 AHU 6대(제연 겸용 3대)로 대공간 냉난방 및 환기가 가능하도록 하고, 2~4F 사무 공간에는 4WAY 천장 카세트형 실내기 150대와 전열교환기 40대로 임대 공간 특성에 맞는 개별 냉난방 및 환기 를 적용하여 임대 사업자별 요금을 쉽게 부과할 수 있도록 설계하였다. 상업/판매 시설 적용 시스템 개요 현장 개요 현 장 명 : 농협 농산물 백화점 현장위치 : 서울특별시 관악구 건물개요 : 지하 5층~지상 6층 용 도 : 상업시설 연 면 적 : 25,783.8m2 (7,813평) 공사기간 : 2007년 2월~2009년 3월 고객 Needs 적용 시스템 2~4층 업무시설 개별 공조 판매 시설 공조 & 제연 겸용 제어 공기열원 히트펌프 + 카세트 개별 환기 시스템 (전열 교환) 공기열원 직팽식 공조기를 이용한 제연 제어 <그림 10>과 같이 옥상 공간은 공기열원 히트펌프 실외기를 배치하고, 5~6F, B1~1F에는 별도의 기계실을 두어 직팽식 AHU를 설치하였다. 옥상 실외기실 5~6F AHU실 2~4F 단면도 <그림 10> 냉난방 시스템 설계 개요 B1F~1F AHU실 23

26 Technical Report 초기투자비나 연간 운전비 분석에 앞서 시스템 설치 공간을 비교하면 히트펌프 적용에 따른 건축주의 실질적인 혜택을 평가할 수 있다. 흡수식에서 공기열원 히트 펌프로 변경하면서 2~4층의 AHU 기계실이 불필요하고, 6층 기계실의 면적을 축소 할 수 있어 약 70평의 임대 분양 공간이 추가로 확보되었다. 이는 해당 지역 평당 임대 비용으로 예측하면 연간 12억원의 추가 임대 수익을 기대할 수 있다. 또한, 냉각탑 설치 공간이 줄어들어 옥상 정원 공간을 36%(40평) 확대할 수 있고, 지하 5층 기계실은 흡수식 냉온수기, 펌프, 헤더 등이 불필요하여 31%(36평)의 공간을 절감할 수 있었다. 한편, 냉매배관을 사용하는 히트펌프는 수배관 대비 70%의 Pipe Shaft(PS) 공간 축소가 가능하여 건축비의 절감 효과를 부가적으로 얻을 수 있다.<그림 11> 결과적으로 흡수식 냉온수기를 공기열원 히트펌프로 변경에 따른 경제성 비교 결과 초기 투자비 30%, 연간 운전비 35%, 온실가스 방출량 16% 절감이 예상 된다.<그림 12> 이렇게 상업/판매 시설에 공기열원 히트펌프에 직팽식 AHU를 활용하여 대공간, 가압, 가습, 제연 기능을 제공할 수 있어 하이브리드 공조 시스템으로 구성할 수 있다 m m2 냉온수 펌프 m2 냉동기 m2 옥상 냉각탑 면적 감소 (131.9m2) 지하 5층 기계실 면적 감소 (120.19m2) <그림 11> 옥상 및 기계실 공간 비교 초기 투자비 단위 : 억원 연간 운전비 단위 : 억원 CO2 방출 저감량 단위 : Ton 100% 흡수식 냉온수기 공사비 장비비 70% 공기열원 히트펌프 공사비 장비비 100% 3.3 흡수식 냉온수기 65% 2.1 공기열원 히트펌프 <그림 12> 초기투자비 및 연간 운전비 비교 100% 6 흡수식 냉온수기 84% 5.04 공기열원 히트펌프 24

27 하이브리드 공조 시스템 적용 사례 4 : 복지 시설 (신축) 초기에 노인 복지시설에 설계된 시스템은 경유 흡수식 냉온수기와 바닥난방용 보일러, 일부 시설에 공기열원 히트펌프로 설계되었다. 도시 가스 공급 불가 지역 으로 에너지원으로 경유를 사용할 수 밖에 없는 상황이었으며 이는 최근 유가 상승으로 인해 운영비의 과중한 부담을 해결하는 시스템이 필요하였다. 또한 추운 경기도 여주 지역의 특성상 치매 노인 요양 공간에 안정적인 난방 운전이 가능 해야 한다는 것이 건축주의 주된 요구 사항이었다. 경기도 여주 노유자 의료 시설(병원, 요양실, 기숙사)은 연면적 8,352평에 5개동 지하 1~지상 4/5층으로 골조가 건축되고 있었다. 복지시설 적용 시스템 개요 현장 개요 현 장 명 : 노유자 의료 시설 (병원, 요양원, 기숙사) 현장위치 : 경기도 여주 건물개요 : 5개동, 지하 1층~지상 4/5층 용 도 : 복지시설 연 면 적 : 8,352평 공사기간 : 2009년 5월 준공 고객 Needs 적용 시스템 노인병원/요양 시설로 안정적인 난방 운전 저렴한 냉난방 및 공조 운영 비용 (가스 인입 불가로 불가피하게 경유 사용 수열원/공기열원 히트펌프 (1,492HP) + 카세트 개별 환기 시스템 (전열 교환) 치매 노인 요양 공간에 직팽식 AHU 운영 B, C, D동은 노인 요양 시설, 노인 병원으로 냉각탑과 보일러를 연계한 수열원 히트펌프와 직팽식 공조기를 설치하고, 보일러 바닥 난방도 추가로 시공하였다. A동 주간 보호 시설은 사무 공간의 특성으로 공기열원 히트펌프를, E동 기숙사는 근무자용 숙소의 용도이므로 공기열원 히트펌프와 바닥난방으로 냉난방을 분리 하였다. 이러한 공기열원, 수열원 히트펌프, 냉각탑 및 보일러가 적용된 별도의 5개 건물을 LG전자의 통합 제어 시스템(ACP, Advanced Control Platform)으로 중앙 관리할 수 있는 편리함이 부각되었다.<그림 13> A동 주간보호시설 기존 설계 공기열원 히트펌프 + 카세트 변경 설계 공기열원 히트펌프 + 카세트 B동 C동 D동 B동 노인요양시설 C동 노인 병원 D동 노인 요양 시설 E동 기숙사 경유 흡수식 + AHU 보일러 + AHU/바닥난방 보일러 + 바닥난방 수열원 히트펌프 + AHU/카세트 개별 전열교환기 보일러 바닥 난방 공기열원 히트펌프 + 카세트 보일러 + 바닥 난방 A동 <그림 13> 냉난방 시스템 변경 개요 E동 25

28 Technical Report 초기 투자비 연간 운전비 단위 : 억원 100% 경유 흡수식 + 공조기 공사비 장비비 95% 수열원 + 공조기 공사비 장비비 100% % % 경유 흡수식 + 공조기 수열원 + 공조기 (경유 보일러) 수열원 + 공조기 (가스 보일러) 운전 조건 하루 운전 시간 한달 운전 일수 부하율 한달 운전 시간 B, C, D동 노인요양시설 A동 주간 보호 시설 E동 기숙사 시간 일 % 시간 <그림 14> 초기투자비 및 연간 운전비 비교 B, C, D동은 건물 특성상 하루 24시간, 한달 30일을 가동하는 조건으로 경유 흡수식 냉온수기와 수열원 히트펌프(냉각탑+경유 보일러 연계)에 대한 경제성 비교를 수행한 결과 초기투자비는 5%, 연간 운전비는 46% 절감 가능한 것으로 예측되었다. 연간 운전비의 획기적인 절감은 복지시설의 전기요금이 20% 저렴한 것이 반영된 결과이다. 만약 대상 건물이 도시가스 공급 가능 지역이라면 수열원 히트펌프에 가스 보일러를 연계하여 연간 운전비를 79%까지 절감할 수 있다. 이와 같이 복지시설에 상시 사용 공간에 수열원 히트펌프로, 간헐 사용 공간은 공기열원 히트펌프로 하이브리드 공조 시스템으로 구성할 수 있다. 복지시설에는 경유/가스 사용량을 최소한으로 줄이고, 상대적으로 저렴한 전기를 사용하는 수열원 히트펌프로 안정적인 난방 운전과 최소 연간 운전비를 동시에 확보할 수 있다. 하이브리드 공조 시스템 적용 사례 5 : 대형 업무시설 (신축) 서울시 서초구 연구시설(연면적 38,000평, 25층)에 연구실, 회의실, 대공간 로비 및 식당 등에 수열원 히트펌프에 냉각탑, 보일러를 연계하여 안정적인 냉난방 성능을 확보하고, 중앙공조와 개별공조의 장점을 혼합한 국내 최대 규모의 하이브 리드 공조 시스템 적용 사례이다. 대형 업무시설 적용 시스템 개요 현장 개요 현 장 명 : 연구시설 현장위치 : 서울특별시 서초구 건물개요 : 지하 5층~지상 25층 용 도 : 교육/연구 시설 연 면 적 : 38,000평 공사기간 : 2006년 3월~2009년 2월 26 고객 Needs 25층 연구실 및 회의실 개별 공조 대공간 로비 및 식당 공조 적용 시스템 연구실/회의실 : 수열원 히트펌프 + 매립덕트 대공간 : 수열원 히트펌프 + 공조기 소형 열병합 발전 시스템

29 <그림 15>와 같이 기준층 및 대공간에 수열원 히트펌프와 직팽식 AHU를 적용 하여 냉난방 및 환기/가습을 수행한다. 개별 제어로 야근, 특근이 잦은 연구소에 쾌적한 환경 조성 및 생산성 향상을 기대할 수 있으며, 개별 및 중앙에서 통합 제어가 가능하다. 특히, 천장고가 높은 대공간에 원활한 기류 도달이 가능하고, 봄, 가을철 신선 외기 공급만으로 냉방이 가능한 이점이 부각되었다. 연구실 냉난방 공조 개념 SA EA 연구실 ch 개별 냉난방 및 환기 제어로 야근, 특근이 잦은 연구소의 쾌적 환경 조성 개별 사용자 제어 및 중앙 감시반에서의 통합 제어 모두가 가능한 인텔리전트 시스템 대공간 냉난방 공조 개념 로비/식당 별도의 대형 기계실이 아닌 각 층별 냉난방 및 공조 시스템 설치로 설치 면적 획기적 절감 봄, 가을철 신선 외기 공급만으로 냉방 운전 효과 달성 가능한 에너지 절감 공조 시스템 <그림 15> 기준층 및 대공간 냉난방 공조 개요 수열원 히트펌프의 총 용량은 7,090HP, 천장형 실내기 1,233대와 직팽식 AHU 26,107CMM(74대)로 구성되었다. 기준층(591평) 4~25층은 각 층에 별도의 기계실을 두어 50HP의 수열원 히트펌프(천장형 매립덕트형 실내기 연결)로 냉난방 부하를 감당하고, 20HP은 직팽식 AHU와 연계하여 환기 조화기로 사용되고 있다. 본 현장의 경제성 분석 결과 수열원 히트펌프는 빙축열 대비 초기투자비가 20% 절감 가능하며, 연간 운전비는 흡수식 대비 20% 이상 절감 가능한 것으로 예측 된다.<그림 16> 초기 투자비 연간 운전비 120% 111% 100% 108% 120% 100% 빙축열 냉동기 + 보일러 흡수식 냉온수기 수열원 히트펌프 + 보일러 빙축열 냉동기 + 보일러 <그림 16> 초기투자비 및 연간 운전비 비교 흡수식 냉온수기 수열원 히트펌프 + 보일러 27

30 Technical Report 국내 대표적인 대형 업무 빌딩의 연면적 대비 설비 면적(Pipe Shaft, 공조실, 기계실)이 차지하는 면적의 비율을 비교하였다. 설비면적은 연면적 대비 흡수식의 경우 5.2%, 냉동기+보일러의 경우 3.5%, 수열원 히트펌프의 경우 2% 정도 차지 함을 알 수 있었으며, 수열원 히트펌프로 구성하면 중앙공조(흡수식 혹은 빙축열) 대비 설비 면적을 최대 3.2% 절감할 수 있었다. 이는 1,500평의 설비 공간을 타 용도로 활용할 수 있다는 것으로, 해당 지역 평당 임대 비용으로 예측하면 연간 1,440억원의 추가 임대 수익을 기대할 수 있게 된다.<표 1> 이와 같이 대형 업무 시설에 수열원 히트펌프에 천장형 실내기와 직팽식 AHU 를 연계하여 하이브리드 공조 시스템으로 구성하면, 초기 설비투자비 및 건축비 절감으로 임대 빌딩 수익의 극대화, 연간 운전비 감소, 사용자 중심의 공조 시스템 운영, 임대 빌딩 요금 부과의 편리로 건물의 가치를 높일 수 있다. 공조 조닝에 따라 덕트 샤프트 면적 변동이 크므로 설비 면적에 DS(Duct Shaft)는 제외함 구분 업무시설 1 업무시설 2 업무시설 3 업무시설 4 연면적(평) 23,000 37,000 47,000 42,000 층수 지하 5층, 지상 20층 지하 5층, 지상 25층 지하 3층, 지상 35층 지하 6층, 지상 38층 수냉식 EHP : 2,450 USRt 수냉식 EHP : 5,861 USRt 터보 냉동기 : 3,760 USRt 흡수식 냉동기 : 620 USRt 주요장비 흡수식 냉온수기 : 420 USRt 온수보일러 : 5,600 Mcal/h 증기보일러 : 12 ton/h AHU : 44대 온수보일러 : 9,000 Mcal/h 증기보일러 : 18 ton/h AHU : 74대 스크류 냉동기 : 500 USRt 증기보일러 : 21 ton/h AHU : 99대 흡수식 냉온수기 : 3,600 USRt 터보 냉동기 : 310 USRt 증기보일러 : 6 ton/h 코젠(Cogen) : 4,200 kw AHU : 77대 771 [2.0%] 455 [1.9%] 1,688 [3.5%] 2,221 [5.2%] 130 [0.3%] Pipe Shaft 1.7% 절감 28 설비 면적(평) [설비 면적/ 연면적 비율] 공조실 기계실 3.3% 절감 57 [0.2%] 145 [0.6%] 253 [1.1%] <표 1> 대형 업무 시설의 설비 면적 비교 3.2% 절감 147 [0.4%] 357 [0.9%] 268 [0.7%] 62 [0.1%] 1,454 [3.0%] 172 [0.4%] 1,243 [2.9%] 847 [2.0%]

31 하이브리드 공조 시스템 적용 사례 6 : 교육 시설 (리모델링) 서울시 동작구 대학교 기숙사 (연면적 1,210평, 8층)에 중앙공조(냉동기+ 보일러)가 사용되어 왔다. 하지만, 실내측 수배관의 누수로 인해 냉난방 시스템의 변경을 고려하게 되었다. 기존의 냉각탑, 보일러, 입상 수배관은 재사용 가능하고, 기존 기계실을 최대한 활용할 수 있어 건축 변경을 최소화 할 수 있으며, 기숙사의 사용 특성상 각 실별 개별 운전이 가능해야 하고, 혹한기에도 안정적인 냉난방 성능 을 확보할 수 있어야 하는 것이 대학측의 주된 요구 사항이었다. 교육 시설 적용 시스템 개요 현장 개요 현장명: 대학교 현장위치 : 서울특별시 동작구 건물개요 : 지하 1층~지상 8층 용 도 : 교육/연구 시설 연 면 적 : 1,210평 공사기간 : 2007년 10월 준공 고객 Needs 기숙사 건물로 각 실별 개별 운전 필요 기존 기계실 최대한 활용, 건축 수정 최소화 냉각탑, 보일러, 기존 수배관은 그대로 활용 혹한기에도 안정된 난방 구현 적용 시스템 실 외 기 : 수냉식 10HP 18대 실 내 기 : 1WAY 113대(기숙사) 2WAY 34대(복도), 4WAY 4대(홀) 자동제어 : 에어컨 PC제어 <그림 17>은 기존 중앙공조와 수열원 히트펌프의 부하 대응성의 차이를 개념적 으로 보여주고 있다. 중앙공조의 FCU는 설정온도가 일정하지만, 히트펌프는 각 실 별 설정온도를 변경하여 사용자가 원하는 온도로 운전 가능하다. 즉, 부하 변동에 적극적으로 대응할 수 있어 보다 쾌적한 실내 환경을 제공할 수 있는 시스템이다. 기존 설계 냉동기(150 RT) 변경 설계 수열원 히트펌프(180HP) F.C.U 카세트 kW kW <그림 17> 냉난방 시스템 변경 개요 kW 29

32 Technical Report B1F 평면도 연간 운전비 CO2 방출 저감량 지하 1F 보일러 100% 70% 100% 80% 1층 냉각탑 가스 가스 가스 가스 전기 전기 전기 전기 지하 1F 순환 펌프 및 팽창 탱크 실내기 수열원 히트펌프 냉동기 + 보일러 수열원 히트펌프 + 보일러 냉동기 + 보일러 수열원 히트펌프 + 보일러 <그림 18> 수열원 히트펌프 냉난방 시스템 설치 개요 <그림 19> 연간 운전비 및 CO2 방출 저감량 비교 1층 건물 뒷편에 냉각탑, 지하 1층 기계실에 보일러, 순환펌프, 팽창탱크를 설치 하고 각 층 탕비실 공간에 수열원 히트펌프를 2단으로 적재하였으며 각 실은 천장 형 카세트 151대를 배치하였다.<그림 18> 수열원 히트펌프는 중앙공조 대비 연간 운전비 30%, CO2 방출량은 20% 절감 할 수 있는 것으로 예측되었다.<그림 19> 이와 같이 중앙공조의 리모델링으로 수열원 히트펌프를 적용하면 기존 설비의 최대한 재사용과 연간 운전비 감소, 사용자 중심의 공조 시스템 운영으로 경제성, 효율성, 친환경성을 모두 만족하는 건물 리모델링을 실현할 수 있다. 저탄소 녹색 성장을 위한 최적의 선택 이상과 같이 교육, 사무, 상업/판매, 복지, 대형 빌딩에서, 신축 및 리모델링까지 고효율 히트펌프를 적용한 다양한 하이브리드 적용 사례를 소개하였다. 국내에서 는 2008년 4월 에너지 관리 공단의 주도하에 세계적인 수준의 고효율 히트펌프 성능 시험 기준을 마련하였고, 고효율 에너지 기자재 항목으로 추가 등록하였다. 이에 LG전자는 2008년 9월 세계 최고 수준의 고효율 히트펌프를 개발하여 국내 최초로 고효율 에너지 기자재 인증을 받아 보급을 확대해 가고 있다. 이와 같이 건물 의 특성과 운영 방식에 맞는 하이브리드 공조 시스템 적용을 통해 친환경과 에너지 절약을 실현하는 것이 저탄소 녹색 성장을 위한 최적안이 될 것이다. 30

33 LG시스템에어컨 회원만의 특권! Spec-In하시면 e-mileage를 드립니다 LG시스템에어컨의 Spec -In 마일리지 서비스는? 건축/설비/설계사무소 전문가가 설계도면(장비알람)에 LG시스템에어컨을 반영하고, 홈페이지 Spec-In 서비스에 등록해주시면 계약체결 시 장비가 0.5%의 e-mileage를 현금과 동일하게 사용할 수 있는 마일리지로 드리는 Membership 서비스입니다. Spec-In 마일리지 지급 & 사용 절차 e-mileage 지급약관 안내 구 분 e-mileage 제도 약관 지급대상 지급기준 건축설계, 설비설계, 설비시공, 인테리어, 대학교, 체인점 발주 담당자 (시스템에어컨 판매점, 기술점, LG계열사 제외) - 건축/설비설계사무소 전문가가 Spec-In 시 - 건축/설비설계사무소 전문가가 다음의 제품을 건물에 설치토록 하였을 경우 Whisen 시스템에어컨 라인업 전제품 - 초 중 고등학교 Spec-In 건, 계열사, 건설사, 계약이후등록 건 제외 - e-mileage 이중 혜택 우려가 있는 Spec-In 건 제외 지급금액 1) Spec-In 등록 시, 장비 계약가의 0.1% 선지급 2) 등록된 Spec-In 계약체결 시, 증빙확인 후 장비 납품가의 0.4% 지급 3) e-mileage 월 1회 부여 4) 원천세금 : e-mileage의 22% 공제 한도금액 Spec-In 등록 시, 건당 100만원 (계약완료 시, 400만원) Spec-In 설계 & e-mileage 지급문의 02) ~3 lge.com 31

34 2009년부터 새롭게 바뀝니다 정기구독 신청하세요! 정기구독 신청자가 되시면 다양한 혜택을 드립니다. 다양한 전문지식 다양한 이벤트 및행사참여 무료배송까지 HVAC 전문 정보지 정기구독 신청서 본 인 정 보 추 천 자 정 보 성 명 업종구분 설비설계 건축설계 인테리어 건설사 시설관리자 관공서 교육기관 서비스/용역 제조 도소매 기타 ( ) 직 장 명 직장주소 직장전화 휴 대 폰 성 명 업종구분 설비설계 건축설계 인테리어 건설사 시설관리자 관공서 교육기관 서비스/용역 제조 도소매 기타 ( ) 직 장 명 직장주소 직장전화 휴 대 폰 절 취 선 HVAC 전문 정보지 에 대한 의견을 적어 주시면 소정의 상품을 드립니다. (관심 깊게 읽은 내용, 다루었으면 하는 주제 등) 32 문의전화 및 메일접수 ~ han0242@ lge.com

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36 시스템에어컨 구입문의 CAC 1MC (02) / CAC 2MC (02) / CAC 납품MC (02) / Spec-in MC (02) / B/I 1MC (02) / B/I 2MC (02) / B/I 납품MC (02) / 솔루션 MC (02) / 시스템수주 MC (02) / New Biz. 수주 MC (02) / 시스템공공 MC (070) / 강남MC (02) / 강북MC (070) / 강서MC (070) / 중부MC (031) / 인천MC (032) / 부산MC (051) / 경남MC (055) / 경북MC (053) / 충청MC (042) / 호남MC (062)