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공기조절시스템과 급탕시스템의 에너지절약을 위한 소재기술

전문가 제언: ○ 거의 매일 욕탕에서 목욕을 즐기는 목욕문화로 인해 급탕기 시장이 활성화되어 있는 일본에서는 연료전지 등 첨단기술을 활용한 에너지 절약기기가 급속도로 개발되고 있다.

○ 실내의 공기온도를 조절하는 공조시시템과 온수를 공급하는 급탕시스템의 핵심 설비인 열교환기를 설계하고 평가할 때는 International Copper Association에서 권고하는 효율성, 크기, 내구성, 고온에서의 가동상태, 방출, 생산성, 환경에 미치는 충격, 비용 등의 8가지 요소들을 주의깊게 고려하는 것이 중요하다.

○ 열교환기 설계의 핵심은 튜브로부터 핀(fin) 표면으로의 열전달 용량을 최대화하는 것이다. 열교환기에서 열을 대기중으로 방출하는데 핀의 소재를 보면, 구리는 열전도율이 높아 단위 부피당 열방출량이 우수하다. 그러나 알루미늄은 밀도가 작아서 핀을 두껍게 하거나 또는 핀의 수량을 늘릴 수 있어서 구리에 비해 열전도율이 낮은 점을 상쇄해 준다. 따라서 열교환기의 설계에 필요한 재료의 선정을 위해서는 다른 설계 기준들을 종합적으로 자세하게 분석하여야 한다.

○ 브레이징 접합기술은 열교환기 제품의 수명을 좌우하는 중요한 기술로서 브레이징 소재의 저융점화와 다양화, 고기능화 등 많은 기술과 접합부의 신뢰성을 확보하는 것이 필요하다. 현재 국내 열교환기의 브레이징 시공을 맡고 있는 중소기업의 기술수준은 선진 경쟁국에 비해 뒤떨어져 있는 상태이므로 국내의 기술수준을 높일 수 있도록 국내 중소 산업체의 기술개발을 적극 뒷받침해야 할 필요가 있다.

○ 향후 우리나라는 지구온난화의 영향을 받아 여름에는 매우 덥고 겨울에는 매우 추운 이상기온현상이 자주 발생할 것으로 예측되고 있다. 이에 대비하여 가정에서 사용량이 크게 증가할 것으르 보이는 주택용 공기조절시스템과 급탕시스템의 효율성을 높일 수 있도록 휜이 없는 스테인리스강제 열교환기 등을 포함한 신제품 개발을 위해 노력해야 할 것이다.

저자: Naoki Shikazono
자료유형: 학술정보