열회수환기장치(전열교환기) 기술 및 산업 동향
2020-03-10
org.kosen.entty.User@6d714d67
윤정배(yoonjung)
1. 개요
건물이 열손실을 줄이기 위해 단열화/기밀화 되어감에 따라, 최근 환기장치의 경우, 단순히 실내/외 공기의 급/배기에 그치지 않고, 환기 중 발생할 수 열에너지 손실을 최소화할 수 있으며, 열회수 능력이 우수한 전열교환 환기유닛이 환기장치 시장의 주류를 형성하고 있다.
열회수환기장치는 열교환기가 장착된 환기장치로, 공기질이 저하된 공조 공기를 외부로 배기하는 과정에서 급기되는 신선 외기와 열교환을 통해, 외기를 가열 또는 냉각시켜 공조공간으로 공급하는 환기장치를 의미하며, 공조/열원설비의 핵심적인 배열회수 장치로, 열유체 유동과 열전달 현상을 고려한 열교환소자와 외함의 단열 설계기술 그리고 열교환 소자 내부 결로방지기술이 핵심이고, 최근, 공기질 저하에 따른 외기 도입량 부족과 중간기(봄/가을) 냉난방 비용 증가에 대응 가능한 기술로 인식되고 있다.
최근에는 기존 열회수형 기계환기에서 벗어나 에너지소모를 최소화하기 위해 자연환기를 융합한 하이브리드 환기장치가 주목을 받고 있으나, 환기장치의 경우, 교체수요가 거의 없고 신규수요는 건축경기에 직접적으로 영향을 받음에 따라, 기술개발을 촉진할 수 있는 동력이 다소 부족하다는 한계를 안고 있다.
본 리포트에서는 열회수환기장치의 현재 기술 수준과 업체 동향 그리고 시장 규모 및 시사점에 대해 소개하고자 한다.
2. 요소 기술[1, 2]
2.1. 환기장치
환기장치는 실내공기와 외기의 기계적 또는 자연적 교환을 통해 실내공기의 오염물질(VOCs, HCHO, CO2 등)을 희석하여 요구수준의 청정도를 유지하는 것을 목적으로 하는 장치로, 크게 자연력을 이용하는 자연환기장치(Natural Ventilation System)와 기계적 외력을 이용하는 기계환기장치(Mechanical Ventilation System)로 구분된다.
기계환기장치는 실내를 대기압보다 낮은 상태를 유지하면서 배기를 목적으로 하는 환풍기와 대기압과 평형을 유지하면서 급/배기와 함께 환기의 열을 회수하는 열회수형 기계환기유닛으로 구분된다.
자연환기장치는 자연환기구(Natural Vent)를 창호에 부착하여 실내외 온도차(밀도차)나 압력차 등으로 기인된 자연대류(Natural Convection) 현상을 구동력으로 이용해 환기하는 장치로, 기계(전기)적 에너지의 투입이 없이 운전이 가능하다.
2.2. 환풍기
환풍기(Ventilation Fan)는 배기를 목적으로 하는 일방향 기계환기장치로, 주로 단독으로 쓰이나 열회수형 환기유닛의 배기용으로 쓰이기도 한다.
더불어, 환풍기는 열교환이 없어 주로 욕실, 화장실이나 주방 등의 배기를 목적으로 설치하는 경우가 많고, 환풍기 팬의 성능은 유량계수(Flow Coefficient)와 압력계수(Pressure Coefficient)로 표현되며, 환풍기 효율은 투입된 전기에너지에 대한 전압에너지(Total Pressure Energy) 증가량의 비로 측정된다.
임펠러는 환풍기의 핵심부품으로, 크게 축류형(Tubular Type, Vaned Type, Propeller Type)과 원심형(Backward-curved Type, Forward-curved Type, Radial Type)으로 구분되고, 현재 대부분의 환풍기는 저속 회전을 하면서 저정압 및 고유량에 유리한 Propeller Type 또는 Forward-curved Type의 임펠러를 적용하고 있다.
저정압 환풍기 대부분이 임펠러 구동에 AC(Alternating Current) 유도전동기를 적용하고 있으나, 고효율 에너지기자재에 대한 관심이 높아지면서, 효율이 보다 좋은 3상 BLDC(Blush Less Direct Current) 전동기의 사용이 증가하는 추세이다.
또한, 3상보다는 단상이 가격 면에서 유리하여 단상 BLDC 전동기의 기술개발도 활발히 진행되고 있으며, 또한 최근의 환풍기 팬은 제품 수명을 늘리고 소음도를 낮추기 위해 볼베어링 전동기를 사용하는 추세이다.
환풍기를 포함한 터보기계에서는 부하(손실저항+배압)에 따라 유량이 변하며, 저정압 환풍기 또한 고층 건물에 설치 시 고도에 따라 부하 변동으로 풍량(Volume Flow Rate)이 달라지는 현상이 나타나며, 저정압 환풍기의 이러한 문제를 해결하기 위해 제안된 정풍량팬은 특정 범위 내에서 부하가 변하여도 정압을 조절하여 일정한 양의 공기를 토출할 수 있다.
또한, 정풍량 환풍기의 구동원으로, 제품 소형화에 유리하고 효율이 좋은 외전형(Outer Rotor Type) BLDC 전동기를 사용하는 추세이며, 이는 부하에 따라 회전수가 조절되어 풍량을 일정하게 유지할 수 있다.
2.3. 열회수형 환기유닛
열회수형 환기유닛은 급/배기 중 발생하는 환기와 외기에 의한 열 전달(손실)을 억제하여 단열효과를 높임으로써 환기에 따른 냉난방 부하 증가를 줄이기 위한 양방향 기계환기장치로, 환기 중 현열과 잠열을 함께 회수하는 전열교환(ERV; Enthalpy Recovery Ventilation) 방식과 현열만을 회수하는 현열교환(HRV; Heat Recovery Ventilation) 방식으로 구분된다(표 1.).
전열교환식의 경우, 고온/다습한 하절기뿐만 아니라 저온/건조한 동절기에도 현열교환식보다 우수한 열회수 능력을 나타내어, 열회수형 환기유닛 시장의 주류를 이루고 있으며, 전열교환 환기유닛은 전열교환소자, 급배기 팬 그리고 필터 등으로 구성되어 있다.
또한, 전열교환기는 전열교환 소자에 따라, 소용량으로 건물의 각 실마다 개별 설치하여 환기하는 판형(Fixed Plate Type), 대용량으로 건물 기계실이나 옥상에 설치하여 덕트를 통해 건물의 각 실내를 환기하는 회전형(Rotary Enthalpy Wheel Type) 그리고 그밖에 Heat Pipe형 및 Run-around Loop형 등으로 구성된다.
표 1. 전열교환 환기유닛[3]
3. 기술 동향[3, 4]
최근까지의 환기기술은 기계환기를 통한 실내공기질(IAQ; Indoor Air Quality) 향상과 환기부하에 의해 증가된 냉난방 부하 감소 방법을 중심으로 발전하였고, 기계환기는 실내의 오염물질 농도가 높은 상태에서는 환기량에 따라 실내공기질을 높일 수 있으나, 일정수준에 도달하면 기계환기장치가 에너지를 불필요하게 과다 소모 하는 문제점을 안고 있어, 최근에는 기계환기와 자연환기를 조합한 하이브리드 환기가 주목을 받고 있다.
하이브리드 환기유닛은 필요 환기량에 대해 기계환기에 투입되는 에너지양과 자연환기의 열손실을 최소화하기 위해 자연환기장치와 기계환기장치를 복합한 환기시스템으로, 자연력을 환기의 주 구동력으로 사용하고 있고, 실내/외 조건에 따라 자연환기력 부족 시 기계환기하는 하이브리드 환기를 주로 적용하고 있다.
또한, 자연환기와 기계환기가 자동으로 상호 전환되고, 시간적으로 두 환기가 공존하지 않는 것이 특징이며, 기계환기장치로 천장에 설치한 열회수형 환기유닛 그리고 자연환기장치로 창호에 부착한 선택적 하이브리드 환기유닛의 상용화가 국내외에서 활발히 진행되고 있다.
한국건설기술연구원은 2014년 열회수형 환기유닛을 천장에 설치하는 기존 선택적 하이브리드 환기유닛과는 달리, 자연환기구와 열회수형 환기유닛을 하나의 시스템으로 구성하여 창호에 부착한 환기유닛을 개발하여 “녹색건축물 인증제도”의 환기장치 항목에서 1등급 평가를 받았다.
4. 업계 동향[4]
2006년 “실내기공기질 관리법” 적용대상이 공공시설에서 일정 규모의 주거/업무용 건물로까지 확대되면서 열회수형 환기유닛 시장이 성장하기 시작하였다.
초기 열회수형 환기유닛 시장에 대기업을 비롯해 중소/중견기업 등 100여 개 업체들이 난립하였으나, 지금은 경쟁력을 갖춘 30여 개 업체들만이 남아있는 상황이며, 2015년 말 기준, 53개 업체(694건)가 고효율에너지기자재인증을, 22개 업체(222건)가 전기용품안전관리제도(안전인증, 안전확인, 공급자적합확인) 인증을, 22개 업체(22건)가 한국산업표시인증(KS마크)을 그리고 2개의 업체(2건)가 환경표시제도 인증을 취득하였다.
엘지전자는 에코 V라는 브랜드로 바닥 상치형과 초고층 건물에 적합하게 고정압으로 설계되어 연돌효과(Stack Effect)에도 안정적인 환기를 제공하는 천장 매립형 환기유닛을 출시하고 있으며, 에코 V는 미세 황사먼지를 포함한 각종 바이러스와 부유 세균을 효과적으로 제거할 수 있고, 세척이 가능한 TVF(토털 바이러스 필터)가 적용되어 강력한 환기성능을 발휘하며, 필터 재사용이 가능하다.
삼성전자는 V TOP 브랜드의 환기유닛을 출시하고 있으며, 이는 제균력 기술인 슈퍼청정기술(SPi)를 채용한 바닥 상치형 환기유닛으로, 원격조작이 가능하여 비용절감 효과가 크다.
경동나비엔은 EVN-Series를 출시하였고, 이는 실내조절기에 CO2 센서를 비롯한 다양한 편의 기능을 내장하여 실내 CO2 농도에 따라 자동으로 기동/정지하고 풍량을 제어할 수 있는 특징을 가지고 있다.
벽산이 인수한 레인지후드 전문업체 하츠는 브랜드 나드림을, 가정용 환풍기 전문업체 힘펠은 브랜드 EPP를, 그리고 티아이씨는 결로방지형 환기유닛을 출시하고 있으며, 대영공조시스템은 타 업체들과는 달리 폴리스티렌 현열교환 소자를 사용한 현열교환 환기유닛을 개발하여 최초로 국가인증을 획득하였다.
셀파씨엔씨는 고효율기자재 인증과 친환경 녹색건축설비 인증을 동시에 받은 업체로, 중국에서 주도권을 확보하기 위해 중국 최대 환경전문 기업인 Yadu와 전략적 제휴를 맺고 있으며, 휴테코는 한국건설기술연구원 및 금호석유화학과와 공동으로 최근 시장이 확대되고 있는 창호 부착형 하이브리드 환기유닛을 개발/보급하고 있다.
국내 열회수형 환기유닛 시장에 진출하고 있는 해외업체로는 독일의 Paul, Zehnder, Marley, Lunos 등과, 일본의 Toshiba, Mitsubishi, National, Sanyo 등이 열회수형 환기유닛 시장에서 경쟁하고 있으며, National은 동일 용량 대비 세계 최고수준의 콤팩트한 제품을 출시하고 있고, Sanyo는 환기유닛과 냉난방장치가 결합된 제품을 판매하고 있는 것으로 탐문되고 있다.
5. 시장 현황[5, 6]
환기장치는 건물 시공사에 공급하는 B2B 품목이며, 따라서 환기장치 시장은 전방산업인 건축경기에 매우 민감하고, 용량과 소요량이 건축물 설계 시 반영됨에 따라 교체수요보다는 신규수요가 시장규모를 결정하고 있다.
환기장치는 사용자의 자발적 수요보다는 정부의 제도와 정책이 시장을 창출하고 이끌어가는 측면이 강한 품목이며, 환기의 중요성에도 불구하고 냉난방장치에 비해 환기장치에 대한 소비자들의 인식이 부족하여 자발적 시장의 확산에 어려움이 있다.
국내 환기장치 시장은 환풍기, 열회수형 환기유닛 및 창호 부착형 자연환기구 시장으로 뚜렷이 나뉘어 있고, 특히, 열회수형 환기유닛과 창호 부착형 자연환기구는 특판시장 외에 에스에이치공사와 한국토지주택공사로부터 수요가 발생하고 있으며, 최근에는 민간 건설사들로 시장이 확대되고 있다.
국내 열회수형 환기장치 시장은 2015년 265.9억 원에서 연평균 11.2% 증가하여, 2017년 329.1억 원 규모의 시장을 형성하고 있으며, 산업 및 시장 동향을 감안할 때, 향후 9.7% 성장률로 증가하여 2022년에는 522.8억 원 규모의 시장이 형성될 것으로 전망된다(표 2.).
표 2. 국내 열회수 환기시스템 시장 규모 및 전망[6]
6. 시사점
건물이 열손실을 줄이기 위해 점차 단열화/기밀화 되어가고 있으나, 이는 필연적으로 실내 공기질 문제를 일으킴에 따라, 환기의 필요성이 대두되고 있다.
환기는 단순히 실/내외 공기의 급/배기에 그치지 않고, 환기 중 발생할 수 열에너지 손실을 최소화할 수 있어야 하며, 이에 따라 현재 열회수 능력이 우수한 전열교환 환기유닛이 최근 시장에서 주류를 형성하고 있다.
또한, 기존 열회수형 기계환기에서 벗어나, 에너지소모를 최소화하기 위해 자연환기를 복합한 하이브리드 환기장치가 주목을 받고 있다.
다만, 하이브리드 환기장치 분야에서는 북미, 일본, EU 등 선진국에 비해 원천기술(전열교환소자) 부족으로 경쟁력이 다소 미흡한 실정이다.
더불어, 유럽의 중부와 북부에서는 종래에는 난방만의 공조에 의존하였으나, 최근에는 이상기온 여파로 이 지역은 물론 러시아에서도 냉방장치의 수요가 증가함에 따라 열회수환기장치의 수요도 증가할 것으로 전망된다.
따라서, 에너지절감과 친환경이라는 시대적/사회적 요구에 따라 고효율 하이브리드 열회수환기장치의 상용화가 빠르게 진행될 것으로 전망된다.
References
1. 공기조화/냉동기계 기술동향. 한국신용정보원, 2014.
2. 공조시스템 시장. 한국신용정보원, 2016.
3. 공기조화장치(HVAC). 한국신용정보원, 2016.
4. 에어핸들링 유니트. 한국신용정보원, 2017.
5. 열회수형 환기장치. 한국신용정보원, 2019.
6. Energy Recovery Ventilator Market by Technology Type - Global Forecast to 2022. MarketsandMarkets, 2017.
건물이 열손실을 줄이기 위해 단열화/기밀화 되어감에 따라, 최근 환기장치의 경우, 단순히 실내/외 공기의 급/배기에 그치지 않고, 환기 중 발생할 수 열에너지 손실을 최소화할 수 있으며, 열회수 능력이 우수한 전열교환 환기유닛이 환기장치 시장의 주류를 형성하고 있다.
열회수환기장치는 열교환기가 장착된 환기장치로, 공기질이 저하된 공조 공기를 외부로 배기하는 과정에서 급기되는 신선 외기와 열교환을 통해, 외기를 가열 또는 냉각시켜 공조공간으로 공급하는 환기장치를 의미하며, 공조/열원설비의 핵심적인 배열회수 장치로, 열유체 유동과 열전달 현상을 고려한 열교환소자와 외함의 단열 설계기술 그리고 열교환 소자 내부 결로방지기술이 핵심이고, 최근, 공기질 저하에 따른 외기 도입량 부족과 중간기(봄/가을) 냉난방 비용 증가에 대응 가능한 기술로 인식되고 있다.
최근에는 기존 열회수형 기계환기에서 벗어나 에너지소모를 최소화하기 위해 자연환기를 융합한 하이브리드 환기장치가 주목을 받고 있으나, 환기장치의 경우, 교체수요가 거의 없고 신규수요는 건축경기에 직접적으로 영향을 받음에 따라, 기술개발을 촉진할 수 있는 동력이 다소 부족하다는 한계를 안고 있다.
본 리포트에서는 열회수환기장치의 현재 기술 수준과 업체 동향 그리고 시장 규모 및 시사점에 대해 소개하고자 한다.
2. 요소 기술[1, 2]
2.1. 환기장치
환기장치는 실내공기와 외기의 기계적 또는 자연적 교환을 통해 실내공기의 오염물질(VOCs, HCHO, CO2 등)을 희석하여 요구수준의 청정도를 유지하는 것을 목적으로 하는 장치로, 크게 자연력을 이용하는 자연환기장치(Natural Ventilation System)와 기계적 외력을 이용하는 기계환기장치(Mechanical Ventilation System)로 구분된다.
기계환기장치는 실내를 대기압보다 낮은 상태를 유지하면서 배기를 목적으로 하는 환풍기와 대기압과 평형을 유지하면서 급/배기와 함께 환기의 열을 회수하는 열회수형 기계환기유닛으로 구분된다.
자연환기장치는 자연환기구(Natural Vent)를 창호에 부착하여 실내외 온도차(밀도차)나 압력차 등으로 기인된 자연대류(Natural Convection) 현상을 구동력으로 이용해 환기하는 장치로, 기계(전기)적 에너지의 투입이 없이 운전이 가능하다.
2.2. 환풍기
환풍기(Ventilation Fan)는 배기를 목적으로 하는 일방향 기계환기장치로, 주로 단독으로 쓰이나 열회수형 환기유닛의 배기용으로 쓰이기도 한다.
더불어, 환풍기는 열교환이 없어 주로 욕실, 화장실이나 주방 등의 배기를 목적으로 설치하는 경우가 많고, 환풍기 팬의 성능은 유량계수(Flow Coefficient)와 압력계수(Pressure Coefficient)로 표현되며, 환풍기 효율은 투입된 전기에너지에 대한 전압에너지(Total Pressure Energy) 증가량의 비로 측정된다.
임펠러는 환풍기의 핵심부품으로, 크게 축류형(Tubular Type, Vaned Type, Propeller Type)과 원심형(Backward-curved Type, Forward-curved Type, Radial Type)으로 구분되고, 현재 대부분의 환풍기는 저속 회전을 하면서 저정압 및 고유량에 유리한 Propeller Type 또는 Forward-curved Type의 임펠러를 적용하고 있다.
저정압 환풍기 대부분이 임펠러 구동에 AC(Alternating Current) 유도전동기를 적용하고 있으나, 고효율 에너지기자재에 대한 관심이 높아지면서, 효율이 보다 좋은 3상 BLDC(Blush Less Direct Current) 전동기의 사용이 증가하는 추세이다.
또한, 3상보다는 단상이 가격 면에서 유리하여 단상 BLDC 전동기의 기술개발도 활발히 진행되고 있으며, 또한 최근의 환풍기 팬은 제품 수명을 늘리고 소음도를 낮추기 위해 볼베어링 전동기를 사용하는 추세이다.
환풍기를 포함한 터보기계에서는 부하(손실저항+배압)에 따라 유량이 변하며, 저정압 환풍기 또한 고층 건물에 설치 시 고도에 따라 부하 변동으로 풍량(Volume Flow Rate)이 달라지는 현상이 나타나며, 저정압 환풍기의 이러한 문제를 해결하기 위해 제안된 정풍량팬은 특정 범위 내에서 부하가 변하여도 정압을 조절하여 일정한 양의 공기를 토출할 수 있다.
또한, 정풍량 환풍기의 구동원으로, 제품 소형화에 유리하고 효율이 좋은 외전형(Outer Rotor Type) BLDC 전동기를 사용하는 추세이며, 이는 부하에 따라 회전수가 조절되어 풍량을 일정하게 유지할 수 있다.
2.3. 열회수형 환기유닛
열회수형 환기유닛은 급/배기 중 발생하는 환기와 외기에 의한 열 전달(손실)을 억제하여 단열효과를 높임으로써 환기에 따른 냉난방 부하 증가를 줄이기 위한 양방향 기계환기장치로, 환기 중 현열과 잠열을 함께 회수하는 전열교환(ERV; Enthalpy Recovery Ventilation) 방식과 현열만을 회수하는 현열교환(HRV; Heat Recovery Ventilation) 방식으로 구분된다(표 1.).
전열교환식의 경우, 고온/다습한 하절기뿐만 아니라 저온/건조한 동절기에도 현열교환식보다 우수한 열회수 능력을 나타내어, 열회수형 환기유닛 시장의 주류를 이루고 있으며, 전열교환 환기유닛은 전열교환소자, 급배기 팬 그리고 필터 등으로 구성되어 있다.
또한, 전열교환기는 전열교환 소자에 따라, 소용량으로 건물의 각 실마다 개별 설치하여 환기하는 판형(Fixed Plate Type), 대용량으로 건물 기계실이나 옥상에 설치하여 덕트를 통해 건물의 각 실내를 환기하는 회전형(Rotary Enthalpy Wheel Type) 그리고 그밖에 Heat Pipe형 및 Run-around Loop형 등으로 구성된다.
표 1. 전열교환 환기유닛[3]
3. 기술 동향[3, 4]
최근까지의 환기기술은 기계환기를 통한 실내공기질(IAQ; Indoor Air Quality) 향상과 환기부하에 의해 증가된 냉난방 부하 감소 방법을 중심으로 발전하였고, 기계환기는 실내의 오염물질 농도가 높은 상태에서는 환기량에 따라 실내공기질을 높일 수 있으나, 일정수준에 도달하면 기계환기장치가 에너지를 불필요하게 과다 소모 하는 문제점을 안고 있어, 최근에는 기계환기와 자연환기를 조합한 하이브리드 환기가 주목을 받고 있다.
하이브리드 환기유닛은 필요 환기량에 대해 기계환기에 투입되는 에너지양과 자연환기의 열손실을 최소화하기 위해 자연환기장치와 기계환기장치를 복합한 환기시스템으로, 자연력을 환기의 주 구동력으로 사용하고 있고, 실내/외 조건에 따라 자연환기력 부족 시 기계환기하는 하이브리드 환기를 주로 적용하고 있다.
또한, 자연환기와 기계환기가 자동으로 상호 전환되고, 시간적으로 두 환기가 공존하지 않는 것이 특징이며, 기계환기장치로 천장에 설치한 열회수형 환기유닛 그리고 자연환기장치로 창호에 부착한 선택적 하이브리드 환기유닛의 상용화가 국내외에서 활발히 진행되고 있다.
한국건설기술연구원은 2014년 열회수형 환기유닛을 천장에 설치하는 기존 선택적 하이브리드 환기유닛과는 달리, 자연환기구와 열회수형 환기유닛을 하나의 시스템으로 구성하여 창호에 부착한 환기유닛을 개발하여 “녹색건축물 인증제도”의 환기장치 항목에서 1등급 평가를 받았다.
4. 업계 동향[4]
2006년 “실내기공기질 관리법” 적용대상이 공공시설에서 일정 규모의 주거/업무용 건물로까지 확대되면서 열회수형 환기유닛 시장이 성장하기 시작하였다.
초기 열회수형 환기유닛 시장에 대기업을 비롯해 중소/중견기업 등 100여 개 업체들이 난립하였으나, 지금은 경쟁력을 갖춘 30여 개 업체들만이 남아있는 상황이며, 2015년 말 기준, 53개 업체(694건)가 고효율에너지기자재인증을, 22개 업체(222건)가 전기용품안전관리제도(안전인증, 안전확인, 공급자적합확인) 인증을, 22개 업체(22건)가 한국산업표시인증(KS마크)을 그리고 2개의 업체(2건)가 환경표시제도 인증을 취득하였다.
엘지전자는 에코 V라는 브랜드로 바닥 상치형과 초고층 건물에 적합하게 고정압으로 설계되어 연돌효과(Stack Effect)에도 안정적인 환기를 제공하는 천장 매립형 환기유닛을 출시하고 있으며, 에코 V는 미세 황사먼지를 포함한 각종 바이러스와 부유 세균을 효과적으로 제거할 수 있고, 세척이 가능한 TVF(토털 바이러스 필터)가 적용되어 강력한 환기성능을 발휘하며, 필터 재사용이 가능하다.
삼성전자는 V TOP 브랜드의 환기유닛을 출시하고 있으며, 이는 제균력 기술인 슈퍼청정기술(SPi)를 채용한 바닥 상치형 환기유닛으로, 원격조작이 가능하여 비용절감 효과가 크다.
경동나비엔은 EVN-Series를 출시하였고, 이는 실내조절기에 CO2 센서를 비롯한 다양한 편의 기능을 내장하여 실내 CO2 농도에 따라 자동으로 기동/정지하고 풍량을 제어할 수 있는 특징을 가지고 있다.
벽산이 인수한 레인지후드 전문업체 하츠는 브랜드 나드림을, 가정용 환풍기 전문업체 힘펠은 브랜드 EPP를, 그리고 티아이씨는 결로방지형 환기유닛을 출시하고 있으며, 대영공조시스템은 타 업체들과는 달리 폴리스티렌 현열교환 소자를 사용한 현열교환 환기유닛을 개발하여 최초로 국가인증을 획득하였다.
셀파씨엔씨는 고효율기자재 인증과 친환경 녹색건축설비 인증을 동시에 받은 업체로, 중국에서 주도권을 확보하기 위해 중국 최대 환경전문 기업인 Yadu와 전략적 제휴를 맺고 있으며, 휴테코는 한국건설기술연구원 및 금호석유화학과와 공동으로 최근 시장이 확대되고 있는 창호 부착형 하이브리드 환기유닛을 개발/보급하고 있다.
국내 열회수형 환기유닛 시장에 진출하고 있는 해외업체로는 독일의 Paul, Zehnder, Marley, Lunos 등과, 일본의 Toshiba, Mitsubishi, National, Sanyo 등이 열회수형 환기유닛 시장에서 경쟁하고 있으며, National은 동일 용량 대비 세계 최고수준의 콤팩트한 제품을 출시하고 있고, Sanyo는 환기유닛과 냉난방장치가 결합된 제품을 판매하고 있는 것으로 탐문되고 있다.
5. 시장 현황[5, 6]
환기장치는 건물 시공사에 공급하는 B2B 품목이며, 따라서 환기장치 시장은 전방산업인 건축경기에 매우 민감하고, 용량과 소요량이 건축물 설계 시 반영됨에 따라 교체수요보다는 신규수요가 시장규모를 결정하고 있다.
환기장치는 사용자의 자발적 수요보다는 정부의 제도와 정책이 시장을 창출하고 이끌어가는 측면이 강한 품목이며, 환기의 중요성에도 불구하고 냉난방장치에 비해 환기장치에 대한 소비자들의 인식이 부족하여 자발적 시장의 확산에 어려움이 있다.
국내 환기장치 시장은 환풍기, 열회수형 환기유닛 및 창호 부착형 자연환기구 시장으로 뚜렷이 나뉘어 있고, 특히, 열회수형 환기유닛과 창호 부착형 자연환기구는 특판시장 외에 에스에이치공사와 한국토지주택공사로부터 수요가 발생하고 있으며, 최근에는 민간 건설사들로 시장이 확대되고 있다.
국내 열회수형 환기장치 시장은 2015년 265.9억 원에서 연평균 11.2% 증가하여, 2017년 329.1억 원 규모의 시장을 형성하고 있으며, 산업 및 시장 동향을 감안할 때, 향후 9.7% 성장률로 증가하여 2022년에는 522.8억 원 규모의 시장이 형성될 것으로 전망된다(표 2.).
표 2. 국내 열회수 환기시스템 시장 규모 및 전망[6]
6. 시사점
건물이 열손실을 줄이기 위해 점차 단열화/기밀화 되어가고 있으나, 이는 필연적으로 실내 공기질 문제를 일으킴에 따라, 환기의 필요성이 대두되고 있다.
환기는 단순히 실/내외 공기의 급/배기에 그치지 않고, 환기 중 발생할 수 열에너지 손실을 최소화할 수 있어야 하며, 이에 따라 현재 열회수 능력이 우수한 전열교환 환기유닛이 최근 시장에서 주류를 형성하고 있다.
또한, 기존 열회수형 기계환기에서 벗어나, 에너지소모를 최소화하기 위해 자연환기를 복합한 하이브리드 환기장치가 주목을 받고 있다.
다만, 하이브리드 환기장치 분야에서는 북미, 일본, EU 등 선진국에 비해 원천기술(전열교환소자) 부족으로 경쟁력이 다소 미흡한 실정이다.
더불어, 유럽의 중부와 북부에서는 종래에는 난방만의 공조에 의존하였으나, 최근에는 이상기온 여파로 이 지역은 물론 러시아에서도 냉방장치의 수요가 증가함에 따라 열회수환기장치의 수요도 증가할 것으로 전망된다.
따라서, 에너지절감과 친환경이라는 시대적/사회적 요구에 따라 고효율 하이브리드 열회수환기장치의 상용화가 빠르게 진행될 것으로 전망된다.
References
1. 공기조화/냉동기계 기술동향. 한국신용정보원, 2014.
2. 공조시스템 시장. 한국신용정보원, 2016.
3. 공기조화장치(HVAC). 한국신용정보원, 2016.
4. 에어핸들링 유니트. 한국신용정보원, 2017.
5. 열회수형 환기장치. 한국신용정보원, 2019.
6. Energy Recovery Ventilator Market by Technology Type - Global Forecast to 2022. MarketsandMarkets, 2017.