최근에는 가스를 이용한 히트펌프, 이른바 GHP가 상용화되어 획기적인 전환점을 맞고 있다.
GHP는 중대형 건물에 적합한 냉난방시스템으로 중앙식 시스템이면서도 제어는 개별제어의 특징을 갖고, 연료가 가스라는 점에서 매년 여름철만 되면 냉방수요 급증으로 전력공급에 비상이 걸리고, 겨울철에는 안정적 가스수급에 고심하는 우리나라로서는 매우 적합한 냉난방시스템이다.
70년대 오일쇼크의 영향으로 일본에서 개발이 진행된 GHP는 우리나라에서도 국산화 연구가 진행중이지만 핵심기술인 가스엔진과 제어기술에 대한 어려움 때문에 아직 실용화되지는 못하고 있다.
GHP시스템 원리와 기술
GHP(가스히트펌프)시스템은 일종의 멀티 냉난방 시스템으로 가스 엔진으로 히트펌프를 가동시키는 신개념의 가스 냉ㆍ난방기이다. 히트펌프란 실내기와 실외기 사이의 냉매 순환 방향을 바꾸어 여름에는 냉방기로, 겨울에는 난방기로 이용하는 냉난방기이다.
이 때 냉매는 컴프레서에 의해 순환되는데 전기모터에 의해 컴프레서를 구동시키는 것을 전기구동식 히트펌프(EHP)라고 하고, 가스엔진에 의해 구동하는 것을 가스엔진 구동식 히트펌프(GHP)라고 한다. 가스엔진에 의해 냉난방 시스템이 이루어진다는 점에서 상대적으로 쾌적하고 파워운전이 가능하며 여러가지 장점을 얻을 수 있다.
<그림1>은 GHP의 시스템을 보여주는 것인데, 중앙에 있는 가스엔진에 의해 압축기가 가동되며, 실외기와 실내기 사이를 냉매가 흘러가게 되고, 냉매의 흐름을 역으로 변경시키는 4-way 밸브가 있어 냉난방을 할 수 있는 것이다.
GHP의 특징
GHP의 특징은 기존 전기식 히트펌프(EHP)가 갖는 장점에 가스엔진을 사용함으로써 얻을 수 있는 장점이 더해진다.<그림2 참조>
파워 냉난방 운전
GHP의 가장 큰 특징은 난방운전 시작부터 발생하는 엔진의 배열을 이용함으로써 운전과 거의 동시에 난방이 가능하며 EHP와 달리 운전 중 별도의 서리제거 운전이 필요하지 않으므로 연속적인 난방운전이 가능하다는 것이다. 따라서 추운 겨울철 아침 기다림의 시간이 필요없고, 외기온도 변화가 있더라도 실내 난방이 일정하게 유지된다.
우수한 경제성
GHP는 가스를 주연료로 하기 때문에 소비전력은 동일한 냉방용량의 전기에어콘의 1/10 정도이므로 운전관리비용을 전기식 냉난방기에 비해 40~50% 정도 절약할 수 있다.
또한 별도의 기계실과 수전설비가 필요없으므로 공간의 활용성이 높다.
GHP는 초기 설치비는 다소 비싸지만 가스냉방 설계장려금, 가스냉방 설치지원금, 가스냉방 설치자금 융자, 세제 지원 등의 다양한 지원제도가 있어, 부담을 줄일 수 있다.
다양한 제어 시스템 구축
GHP는 중앙집중식이면서 개별제어가 가능하기 때문에 다양한 제어시스템을 구축할 수 있어 소비자가 필요에 따라 운전조작을 할 수 있도록 구성이 가능하다. 이를 위해 실내기 1대당 표준리모콘이 있으며, 각 층 또는 한 건물의 실내기를 제어할 수 있는 센터리모콘이 있다. 이러한 센터리모콘은 기능에 따라 종류가 나누어지는데, 단순 on-off제어에서 프로그램 제어까지 다양한 기능들이 있다.
설치 장점
GHP는 다른 중앙식 냉난방기와 달리 간단한 냉매배관만으로 설치가 이루어지기 때문에 덕트설치 공간이 없거나, 실외기 설치면적이 협소한 곳에도 편리하게 설치할 수 있으며, 공사 후 마감처리도 편리하다 그러나 시공에 문제가 생기면 성능저하나 고장의 원인이 될 수 있기 때문에 냉난방 시스템에 대한 이해와 설비배관 기술, 기초적인 건축에 대한 지식이 필요하다. GHP는 기존 에어컨의 냉매배관과 유사하지만 배관길이가 길고, 멀티 제어를 하기 때문에 시공 시 관리가 철저해야 한다.
향후 시장전망
90년 후반에 도입된 GHP는 2002년에 많은 관심을 이끌어 내며 빠르게 성장하고 있다. 이것은 GHP가 무엇보다도 우리나라 여건에 적합한 냉난방시스템이며, 기존 전기식의 문제점을 해결할 수 있는 시스템이라는 인식이 점차 확대되고 있기 때문이라고 판단된다. 이러한 시장의 반응에 의해 국내에서도 GHP사업을 시작하는 신규업체가 늘어나 현재 10개업체가 넘고 있다. 각 업체들은 기존에 냉난방관련 제품을 취급했던 업체들로 영업 대상이 조금씩 다르지만 중복된 부분도 있어 벌써부터 과열의 조짐이 보이기도 한다.
내년에는 건설경기가 금년보다 소폭 감소할 것으로 예측되고 있지만 그럼에도 불구하고 GHP 시장전망은 밝게 예측되고 있다. 이것은 여지껏 GHP는 민수보다 관급 위주로 공급이 많이 이루어졌지만 민수시장에서 GHP에 대한 인식이 확산되고 있어 내년에는 본격적인 수요로 연결될 것으로 예측되기 때문이다. 내년도 GHP의 시장을 전망하는데 있어 몇가지 요소들을 검토해 본다.
첫째는 삼성이나 LG 등 대기업 위주인 EHP의 경우 내년에 새로운 전기를 마련하고자 기존의 문제점들을 보완하거나, 영업체계를 확충하는 등의 전사적인 노력을 기울이고 있다는 점이다. 이에 따라 공조기기 시장이 더욱 확산될 것으로 예상된다. GHP의 경우 일부부품을 국산화한다든가 여러가지 노력을 통해 가격을 낮출 수 있다면 GHP의 우수한 장점이 충분히 수요로 연결될 수 있다고 생각된다.
둘째는 LPG 가격이나 공급문제 때문에 도시가스가 공급되지 않는 지역에 GHP설치가 곤란했지만 LPG를 이용해서 GHP를 설치할 수 있도록 LPG공급업체나 관련업체에서 다각도의 방법을 강구하고 있기 때문에 도시가스가 공급되지 않은 지역에서도 GHP 수요가 발생되리라 예상된다.
셋째는 GHP의 국산화부분도 심상치 않게 진행되고 있다. 일부 진행되었던 설치자재의 국산화가 각 업체에서 진행되리라 예상되며, 실내기 및 GHP의 완전 국산화가 기술적인 어려움에도 불구하고 내년에도 지속될 것으로 예상된다.
이러한 몇가지 사항들을 통해 볼 때 경쟁은 심화되겠지만 GHP의 시장확대에는 긍정적으로 기여할 것으로 예상된다. 이에 따라 GHP를 포함한 멀티 냉난방시스템은 올해 폭넓게 확대되어 중흥기를 맞이할 것으로 예측된다.
가스냉난방기는 향후 단위 냉난방을 위한 공조기기로 보급이 빠르게 확대될 것이 확실하다. 국가 에너지의 효율적인 이용과 전력수급 안정화의 기여도가 큰데다 기존 시스템에어컨이나 흡수식 냉온수기 등의 문제점들을 해결하는 시스템이기 때문이다.
GHP의 경제성 검토
GHP 냉난방 시스템을 검토하기 위해서는 여러가지 경제적인 요소를 검토해야 되는데 이에 대한 GHP의 특징은 다음과 같다.
<린나이코리아 공조사업부 김윤일 과장>
가스뉴스
kgnp@gasnews.com
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