1. 머리말

쇼와철공(주)은 1883년에 창업해 올해 140년째를 맞이하는 회사다. 창업 당시에는 의료용 증기소독기와 메이지시대의 천황이 타던 특별열차 전용 라디에이터, 최초의 일본산 주철제 보일러 등을 생산했고 1950년대부터는 팬코일 유닛과 에어핸들링 유닛 등의 공조사업을 시작해 열기술을 기반으로 끊임없이 다양한 상품 개발에 도전해 온 메이커다<그림 1>.

140년이 경과하는 가운데 다양한 사회정세의 변화에 대응해 회사를 이어온 장구한 역사가 있다. 지난 코로나 위기에서는 환기가 중요시 되면서 외기처리기 제조업체로서 다양한 용도에 기여하고자 노력했다.

2. 환기 용도

일반 공조 분야에는 빌딩관리법에서 정한 실내의 CO₂농도 기준 1,000ppm 이하로 하기 위해 신선한 외기를 도입함으로써 인체 건강을 배려하는 환기 용도가 있다. 최근 외기는 지구온난화로 인한 기온 상승에 더해 외기의 CO₂농도도 상승하는 추세다. 후생노동성의 신종 코로나바이러스 감염방지 가이드라인으로는 밀폐·밀집·밀접의 3밀 대책이 있다. 밀폐 대책은 환기를 중요시 해 적극적인 외기 도입 의식이 높아졌다. 그에 따라 공조 설비에서 처리되는 부하가 증가하는 추세다. 그런 가운데 에어컨 등의 공조기는 각 공조기 제조업체의 개발로 인해 COP가 이미 높아져 있어 앞으로 공조기 자체의 대폭적인 에너지절감은 곤란할 것으로 알려져 있다.

그래서 중요시 되는 것이 환기설비로 사용되는 외기처리기의 에너지절감이다. 본고에서는 환기형 외기처리기로서 리턴에어 데시칸트 외기처리기 ‘라덱’과 리턴에어 열회수형 외기처리기 ‘유니버설 Fresh’를 소개한다.

병원이나 공장에서는 용도에 따라 실내 압력을 정압으로 하거나 부압으로 하는 경우가 있는데 배기설비와 연동해 외기를 도입하는 환기 용도가 있다. 공조 시스템으로서 위생 면을 배려할 필요가 있을 경우에는 All Fresh형 외기처리기를 채택한다. 여기서는 All Fresh 타입의 루프탑형 외기처리기 ‘Care Fresh’도 소개한다.

3. 리턴 에어 데시칸트 외기처리기 ‘라덱’

3.1  상품화 배경

외기처리기에는 다양한 방식이 있는데 쾌적성이 높고 에너지절감성도 높은 것으로는 데시칸트 방식이 알려져 왔다. 현열·잠열 분리공조 시스템의 잠열처리용으로 데시칸트 방식이 많이 채택돼 공조 관련 학회에서도 에너지절감 실증이 소개됐다. 그러나 지금까지 종전형 데시칸트 방식<그림 2>은 발전기의 배기열 이용이라든가 칠러에 의한 냉수 공급 등, 외부 열원이 필요하기 때문에 한정된 건물에만 채택될 뿐이고 일반적인 오피스 빌딩 등에는 보급되지 못하는 배경이 있었다. 이에 개발 콘셉트를 ‘외부 열원이 필요 없는 자기완결형 데시칸트 외기처리기 개발’로 정하고 발전기나 칠러 등을 필요로 하지 않는 데시칸트 방식을 지향했다. 아울러 대형 오피스 빌딩에 납품해 민생 부문의 에너지절감에의 기여를 목적으로 했다. 

3.2  선진성과 독창성

외부 열원을 필요로 하지 않으려면 히트펌프 탑재가 필수다. 종전형 데시칸트 방식은 데시칸트 재생에 80℃ 정도의 고온을 필요로 하는데 히트펌프로는 곤란하다. 그리고 저온 재생일 경우에는 프리코일을 설치해 냉각 감습하지 않으면 충분히 제습할 수 없다. 따라서 프리코일과 애프터코일 냉각, 재생코일 가열은 히트펌프에서 열균형을 이루기가 어렵다. 그래서 고안한 것이 리턴에어 제습 방식이다. 종전형 데시칸트 방식과 리턴에어 제습방식을 비교해 <표 1>에 나타낸다.

새로 고안한 방식은 데시칸트가 아닌 전열교환기에서 외기를 대량 제습하고 전열교환기만으로는 부족한 소량의 제습분은 데시칸트가 맡는다. 데시칸트가 처리하는 제습량이 적기 때문에 재생온도 약 50℃이면 무난하고 이는 히트펌프의 적용온도 범위다. 방식은 리턴에어 제습, 데시칸트 소자는 고분자 흡착제, 로터 조합은 전열교환기, 유로 구성은 3층 구조, 이 4가지 요소를 조합함으로써 불가능하다고 생각했던 히트펌프의 유닛 내장화가 가능해졌다. 구성도를 <그림 3>에 나타낸다.

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본 원고는 일본공업출판주식회사 발행하는 ‘建築設備と配管工事’잡지에서 발췌하여 번역한 것입니다.

전체 기사는 2023년 6월호 ‘월간 설비기술’에 게재되어 있습니다.(월간지 구입문의(02)2633-4995)

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