열 변환기 기술 개발 잰걸음 시작

[산업일보]

아직까지 열 변환기 분야에서 눈에 뛸만한 큰 발전이 일어난 것은 아니지만, 소재, 작동 유체 선정, 설계, 배포 측면에서 여러 개선점이 관찰됐다. 이렇게 점점 늘어나는 변화들이 점증적으로 에너지 효율성과 에너지 보존에 대한 주목을 시키고 있다.

에너지 소비의 심각성과 에너지 생성과 에너지 소비간의 벌어지는 격차에 대한 인식이 높아짐에 따라, 기존의 열 변환기, 특히 난방, 통풍 그리고 공기 조절 성능을 향상시키기 위한 움직임이 빨라지고 있다. 알루미늄 튜브를 구리로 교체함으로써 열 역학적 성능에 크게 영향을 미치지 않고도 열 변환기의 전체 비용을 낮춘 것을한 예로 들 수 있다.

프로스트 앤 설리번 한국지사가 발표한 ‘열 변환기 기술 동향 보고서(http://www.technicalinsights.frost.com)’에 따르면, 열 변환기 시장은 이미 아주 성숙된 시장이며, 고객들의 요구에 따라 업계와 응용에 변화를 주기 때문에, 이 시장은 고객의 요구사항에 크게 의존하는 경향이 있는 것으로 밝혀졌다.

프로스트 앤 설리번 Technical Insight 사업부의 아비너쉬 라이어(Avinash Lyer) 수석 연구원은 “대개 열 변환기는 화학, 석유화학, 석유 및 가스, 식음료, 냉난방 및 환기시설, 냉동시설, 전력 생산, 해양, 광산업 등 아주 다양한 산업에서 쓰여지고 있다. 이에 따라, 이런 산업들의 수요가 증가되면, 열 교환기의 수요 역시 비례적으로 증가된다”고 말했다.

이렇게 꾸준한 시장 견인책이 있음에도 불구하고, 우려되는 몇 가지 요인들이 있다. 구리나 알루미늄과 같은 원자재 공급량이 각 산업별로 열 변환기에 대해 증가하는 수요를 따라가지 못한다. 산업 공동체들은 시장 수요에 충족시키는 와중에 이러한 주요 문제점을 발견하게 되었으며, 이는 보수작업 시장 성장과 대체 자재 사용함으로써 부분적으로 해결해나갈 수 있을 것으로 보여진다.

또한 무게 저항력은 제품 수명을 늘리는 데 도움을 주기 때문에, 열 변환기가 무게 저항력을 가지는 것 역시 매우 중요하다. 무게 저항력이 없다면, 열 변환기의 부품 수리 및 업그레이드로 제품 수명에 제한할 수 있을 것이다.

대부분의 열 교환기는 작동 유체의 장기간 사용으로 인한 부식과 스케일링에 시달리게 된다. 이로 인해 열 변환기의 효율성은 감소되고, 유지보수 비용은 증가되기 때문에, 결국 실사용자들에게 불이익을 줄 수 있다. 이에 백 플래싱과 같은 새로운 방법으로 튜브내의 퇴적물 침전을 줄임으로써 실사용자들의 불이익을 상쇄시킬 수 있다.

열 교환기 선택에 있어 주요하게 작용되는 결정 요인들로 ‘기술 성숙도’와 ‘기술 능력’, 이 두가지요인을 꼽을 수 있다. 이 두 결정 요인들이 다양한 작업장에서의 열 교환기 사용 효과에 주로 영향을 미친다. 비교적 높은 경쟁 우위를 점하기 위해 개선된 열 역학적 특성이 뒷받침되어 있는 주목할만한 기술력을 가지고 있다면 아주 이상적일 것이다.

“에너지 보존과 효율성 중점으로 가는 추세에 비추어 볼 때, 시장 유지 및 성장을 위해 열 변환기 제조사들은 최적의 열전달을 위해 티타늄과 스테인레스 스틸과 같은 신소재를 채택하는 등, 자신들의 제품 개선에 많은 노력을 해야 할 것이다”고 라이어 연구원은 말했다.