지앤지테크놀러지, '해수열 수중 열교환기' 업계 최초 개발

'히트펌프'. 일반 소비자들에겐 생소할 수 있지만 냉·난방기기, 가전제품 등 우리 생활 깊숙이 녹아 있다. 저온의 열원에서 열을 흡수해 에너지를 만드는 장비다. 여기서 열원이 되는 것들은 주로 공기열, 지열, 폐열, 해수열 등이다. 이 때문에 산업용으로도 각광받는다.

이 히트펌프엔 반드시 필요한 장치가 있다. 바로 '열교환기'다. 외부에서 들어온 액체나 기체를 뜨겁게, 또는 차갑게 바꿔주는 장치다.

그동안 해수열을 열원으로 하는 히트펌프(또는 산업용 냉각시스템 등)는 해수를 펌프로 끌어올려 열교환기를 거치게 하는 방식이었다. 이 때문에 다양한 문제점이 발생했다.

바닷물을 직접 끌어올리려니 펌프의 운전비용이 비쌌다. 또 해수의 각종 이끼류나 조류, 패류 등이 수배관이나 열교환기에 붙어 오염을 일으켰다. 유지 관리 비용 또한 컸던 까닭이다.

특히 해수 염소 성분에 의한 장치의 부식이 심각한 문제로 지적돼 왔다. 이를 해결하고자 업계에서는 고가의 티타늄 소재나 스테인리스강 316 계열을 사용했다. 이 또한 경제적 부담으로 작용한 점이다.

국내 한 벤처기업이 이 같은 단점을 해소한 기술을 국내 최초로 개발했다. 지앤지테크놀러지(대표 조희남)가 개발한 '밀폐식 해수열 수중 열교환 시스템'이다.

핵심은 열교환기를 바닷속에 넣었다는 점이다. 이 때문에 펌프로 해수를 끌어올릴 필요가 없다. 해수를 직접 사용하는 데서 오는 '부식' '각종 비용' 등의 걱정을 덜게 된 셈이다.

지앤지테크놀러지는 지열시스템에 썼던 고밀도폴리에칠렌(HDPE)관을 이번 기술에 적용했다. 다발관 형태의 HDPE관으로 '열교환코일관 유니트'를 제작했다. 이 유니트를 해수 수중 바닥에 콘크리트 구조물로 고정, 설치한 것이다.

'열교환코일관 유니트'는 조류로 발생하는 수류(물 흐름)를 활용, 해수와 열교환한다. 열교환기가 물속에 들어간 방식으로, 국내에서 처음 선보인 기술이다. 지앤지테크놀러지는 이를 '밀폐식 해수 열교환 시스템'로 명명했다. 이 열교환 시스템이 지상의 히트펌프와 연결되는 구조다.

업체 측은 "수류가 없는 때를 고려해 별도의 수중 스크류를 설치했다"며 "수류를 인위적으로 만들어 열교환 효율을 높이기 위함"이라고 설명했다.

조희남 지앤지테크놀러지 대표는 "이번 기술 개발로 기존 해수 열교환 시스템의 문제점들을 모두 해소했다"면서 "해수 이용 열교환기 및 히트펌프 시장에 파장이 클 것으로 예상한다"고 말했다.

중기협력팀 구원희