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기계연 박창대 책임연구원이 산업용 열설비 설계플랫폼 ‘iTOP’의 운용 화면을 설명하고 있다. / 기계연 제공

[투데이에너지 임자성 기자] 한국기계연구원이 화석연료 중심의 산업용 열설비를 친환경·고효율 시스템으로 전환할 수 있는 맞춤형 설계플랫폼과 고온 열공급 시스템을 동시에 확보했다. 실제 식품가공 공장 현장 실증을 통해 기존 가스보일러 대비 큰 폭의 비용 절감과 탄소 감축 성능을 검증하며 산업계 탄소중립 전환에 속도를 낼 전망이다.

한국기계연구원 탄소중립기계연구소 박창대 책임연구원 연구팀은 산업용 열공급설비 최적 설계플랫폼 ‘iTOP’과 태양열 히트펌프 기반 열공급 시스템 ‘SoHProtes’를 개발하고 김포 소재 식품가공 공장에서 1년 이상 현장 실증을 완료했다고 밝혔다.

이번에 개발된 ‘iTOP’은 사업장의 위치, 부지 면적, 필요 온도, 부하 패턴, 폐열 유무 등 조건을 입력하면 21종 이상의 열공급 설비를 동시에 비교·분석하는 세계 최초의 통합 설계플랫폼이다. 데이터와 수치에 기반해 최적의 설비 조합과 공정설계를 30분 이내에 제시함으로써 기업의 과대·과소 투자 리스크를 최소화한다.

함께 선보인 ‘SoHProtes’는 태양열 집열기를 고온 히트펌프의 열원으로 활용하는 시스템으로, 폐열이 부족한 사업장에서도 60℃ 이상의 고온 열에너지를 안정적으로 공급할 수 있다. 축열조와 히트펌프를 연계한 하이브리드 제어로 연중 중단 없는 열공급이 가능하다.

김포 식품가공 공장에 300kW급 시스템을 적용해 검증한 결과, 기존 LPG 가스보일러 대비 열공급 운영비가 약 53~56% 절감되었으며 탄소배출량은 약 44% 감소했다. 1t/h급 가스보일러 대체 시 4,000톤 이상의 이산화탄소 감축 효과와 3년 수준의 빠른 투자회수기간(DPP)을 입증했다.

연구팀은 식품, 화학, 제지, 섬유 등 200℃ 이하 열공정을 사용하는 다양한 산업군으로 본 기술을 확대 적용할 계획이다. 아울러 실증 성과를 바탕으로 2026년 연구원 창업을 추진하고, AI 기술을 접목해 플랫폼의 완성도를 더욱 높여나갈 방침이다.

출처 : 투데이에너지(https://www.todayenergy.kr/)