공조 시스템에서 온도와 습도를 동시에 처리하는 기존 방식의 비효율을 개선하기 위해, 폐열 기반 액체식 제습과 스마트 제어를 결합한 기술이 제시되고 있다.
지난 25일 관련업계 따르면 기존 공조 시스템은 냉동기를 이용해 공기를 과도하게 냉각해 습도를 낮춘 뒤 다시 가열하는 구조를 취한다. 이 과정에서 냉각과 재열이 반복되며 불필요한 에너지 소비가 발생한다. 특히 여름철 고온다습 환경에서는 잠열 제거 비중이 커지면서 전체 공조 에너지의 상당 부분이 습도 제어에 투입되는 구조적 한계가 지적돼 왔다.
실제 사례에서도 이러한 비효율은 수치로 확인된다. 클레네어(주)에 따르면, 일반 전기식 히트펌프(EHP) 기반 공조 시스템은 평균 약 2.136kWh의 전력을 소비한 반면, 액체식 제습을 결합한 시스템은 약 1.687kWh 수준으로 나타나 약 20% 이상의 절감 효과를 보였다.
이같은 차이는 제습 방식의 근본적인 차이에서 비롯된다. 액체식 제습은 공기를 차갑게 식혀 물을 맺히게 하는 대신, 수분을 잘 흡수하는 염화리튬(LiCl)이나 염화칼슘(CaCl₂) 용액을 이용해 공기 속 습기만 직접 빨아들인다. 이 과정에서 열이 일부 발생해 온도가 약간 올라가지만, 공기를 다시 식히거나 데우는 과정을 반복하지 않아 불필요한 에너지 사용을 줄일 수 있다.
또 제습 과정에서 희석된 용액을 다시 농축하는 재생 공정에 폐열을 활용할 수 있다는 점도 핵심이다. 산업 공정에서 버려지는 폐열이나 보일러 배기가스, 태양열 등을 이용해 용액을 재생하면 전기 대신 저가의 열에너지를 활용할 수 있어 시스템 전체 에너지 효율이 높아진다. 이는 전력 중심의 기존 공조 시스템과 차별화되는 지점이다.
여기에 스마트 제어 기술이 결합되면서 효율은 더욱 향상된다. 시스템은 외기 조건과 실내 부하에 따라 제습과 냉방을 분리 운영하고, 온도와 습도를 각각 독립적으로 제어한다. 실제 운영 데이터에서도 제습(1.10시간), 냉방(3.23시간) 등 부하 특성에 맞춘 운전이 가능해 불필요한 가동을 줄이고 안정적인 실내 환경을 유지한 것으로 나타났다.
공기질 측면에서도 개선 효과가 확인된다. 액체식 제습 시스템은 공기 중 수분을 제거하는 과정에서 세균과 바이러스까지 함께 흡착하는 특성이 있어, 기존 시스템 대비 실내 오염도를 낮추는 데 기여하는 것으로 분석된다. 반면 기존 환기 및 냉방 중심 시스템은 외부 공기 유입 과정에서 오염원이 증가하는 경향을 보였다.
적용 분야도 확대되고 있다. 화학 공장과 같은 산업시설뿐 아니라 공동주택, 다중이용시설 등에서도 실증이 진행되며 안정적인 온·습도 유지와 에너지 절감 효과가 동시에 확인되고 있다. 특히 습도 관리가 중요한 반도체·배터리·식품 공정 등에서는 효율 개선 효과가 더욱 크게 나타날 것으로 기대된다.
김보선 클레네어 대표는 “액체식 제습과 폐열 활용, 스마트 제어를 결합하면 기존 공조 방식 대비 에너지 소비를 획기적으로 줄이면서도 온도와 습도를 안정적으로 관리할 수 있다”며 “앞으로는 단순 냉방 중심이 아닌, 온·습도 분리 제어 기반의 고효율 공조 시스템으로 전환이 필요하다”고 설명했다.
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