동남아시아권을 중심으로 HVAC·냉장및 냉동산업분야 국제학술대회 ICSERA(International Conference of Saving Energy in Refrigeration and Air-Conditioning)가 개최됐다. 동남아시아권역과 국내 학계간 네트워크 장을 넓히며 냉장·냉동분야 최신 연구동향이 공유된 자리였다.

올해 ICSERA 2024는 8회차를 맞이했으며 베트남 호치민시 교육기술대학교(HCMUTE)에서 9월25일부터 27일까지 열렸다. 베트남냉동공조학회(VISRAE:Vietnam Society of Refrigeration and Air-Conditioning Engineers)와 HCMUTE, 대한설비공학회(SAREK)가 주최했으며르 휴장(Le Hieu Giang) HCMUTE 총장, 호앙 안 꾸옥(Hoang An Quoc) HCMUTE 교수, 당 탄 쯩(Dang Thanh Trung) HCMUTE 교수, 응우옌 비엣 쭝(Nguyen Viet Dzung) 하노이과학기술대학교 기계공학부 부학장이 회의 의장을 맡았다.

과학자문위원은 대한설비공학회(SAREK)에서 오종택 전남대학교 교수, 정재동 세종대학교 교수, 조홍현 조선대학교 교수, 김민성 중앙대학교 교수 등이 참여하고 있다.

ICSERA는 냉동공조 및 에너지절감 국제학술대회로 한국·인도네시아·베트남· 말레이시아를 중심으로 2년에 한 번씩 개최되고 있다. 냉장·냉동 및 공조산업을 집중적으로 다루며 에너지절감과 관련된 최신 과학기술과 정보를 교환하는 자리다.

2009년 인도네시아 자카르타에서 시작해 한국에서도 2013년 여수 및 2019년 서울 에서 개최된 바있다.

ICSERA는 2009년 설비공학회 저온설 비부문위원회 주관으로 전남대 냉동공학과와 인도네시아 ASHRAE chapter 및 인도네시아대학 기계공학과가 합심해 발족한 국제학술대회로 1회때부터 설비공학 회에서 적극적으로 참석하고 있다. 일본·중국측 학회보다 먼저 주도적으로 나서 동남아시아 냉동관련 학계와 국제교류를 활성화하기 위해 창립됐다.

올해에도 설비공학회 콜드체인부문위원회를 중심으로 약 20여명의 교수진과 한국에너지기술연구원, 한국생산기술연구원 등의 기관에서 참석했다.

학회 첫째 날에는 HCMUTE 캠퍼스 및 랩실투어가 이뤄져 베트남 현지 학생들의 연구동향 및 학습과정을 살펴볼 수 있었다. HCMUTE는 베트남 열공학 기술교육 기관 중 상위 5개 기관에 꼽히며 2001년 열및 냉동기술학과(Heat and Refrigeration Technology)를 설립해 매년 평균 120명의 학생을 배출하고 있다. HCMUTE에서 운영하고 있는 공학 석사과정은 AUN-QA-(Asean university network-Quality Assurance) 국제인증을 받은 베트남 최초의 열공학 기술프로그램이다. HCMUTE 캠퍼스와 랩실투어는 탄드 룽 당(Thanhtrung Dang) 열 및 냉동기술 학과 교수 안내를 통해 진행됐다. 투어 시실험실에선 3학년 학생들의 압축기 분해 조립수업이 이뤄지고 있었다.

투어에 참석한 오종택 전남대 교수는 “열 및 냉동기술학과 학생들의 압축기 분해·조립수업은 1980년대 당시 학부시절 수업을 떠올리게 했다”라며 “학생 모두가 실습복장을 갖추고 집중하는 것을 보면서 베트남이 냉동·냉장기술 인재양성에 심혈을 기울이고 있음을 알 수 있었다”고 말했다.

이어 “실험실에서 직접 CO2공조기와 이원냉동장치를 설계 및 제작해 실험하고 있는 데이터를 보면서 베트남 학문의 발전도 기대할 수 있었다”고 덧붙였다.

HCMUTE 캠퍼스투어는 한국·말레이시아·인도네시아·일본·베트남 학계의 자연스러운 교류가 이뤄지는 자리이기도 했다. 이현진 국민대 교수, 윤린 한밭대 교수, 노르마 모드-가잘리(Normah Mohd Ghazali) 말레이시아 기술대 교수, 노르 아티카 졸파카르(Nor Atiqah Zolpakar) 말레이시아 파항대 교수 등이 참여해 각국의 연구현황과 학습환경에 대한 교류를 나눴다. 또한 한국에서 학위를 따 HCMUTE에서 재직하고 있는 교수들도 참여해 인사를 나눴다.

ICSERA의 공식 학술행사는 9월26일 오프닝세레모니를 시작으로 진행됐다. 르휴장(Le Hieu Giang) HCMUTE 총장이 환영사를, 따꽝 응옥(Ta Quang Ngoc) 베트남 냉동 및 공조 엔지니어학회(VISRAE) 회장이 개회사를 전했다.

르 휴장 총장은 “ICSERA는 전 세계 학자·연구과학자·산업전문가를 하나로 모으는 중요한 플랫폼 역할을 한다”라며 “열·냉동공학을 교육하는 대학과 베트남 냉동 및 공조엔지니어협회 및 대한설비공학회 같은 조직과 협업을 촉진할 수있는 특별한 기회”라고 학회 개최 의미를 밝혔다.

따꽝 응옥 VISRAE학회장은 개회사를 통해 “에너지와 환경은 인간에게 항상 큰관심사로 현재 전 세계는 경제성장을 향한 인간의 갈망이 제한된 천연자원과 환경에 큰 위기를 가하는 현실을 마주하고 있다”라며 “지구기후를 보호하며 귀중한 자원을 보존해 지속가능한 세계의 개발을 보장하는 것은 21세기 우리에게 가장 큰과제로 에너지시스템 전환은 필수적인 전 제조건”이라고 말했다.

이어 “ICSERA 2024는 동남아시아·북아시아 국가의 냉동·공조분야와 관련된 에너지절약 등 최신 연구 및 기술에 대한 정보교환 포럼”이라며 “글로벌 온실가스 (GHG) 배출감축을 위한 학계·기업·언론·시민간 협력을 촉진할 것”이라고 기대감을 표했다.

오종택 전남대 교수는 축사를 통해 “ICSERA는 2009년 인도네시아 자카르타에서 시작해 말레이시아와 여수, 서울 등을 거치며 냉동공조분야 다양한 산업아이디어를 나누는 자리로 발전해왔다”라며 “냉동공조분야 최신 정보와 기술을 나누며 에너지절감과 고효율설비를 위한 다양한 논의가 활발히 이뤄지길 바라며 아름다운 호치민시티에 초대해줘 감사하다”고 밝혔다.

오프닝행사에선 △베트남의 냉동 및에어컨을 위한 저탄소 기술과 에너지 효율성 개선: 과제와 전망(응우옌 비엣 쭝하노이 과학기술대학교 교수) △히트펌프 연구의 핵심이슈(김민수 서울대 교수) △볼텍스 튜브를 이용한 극저온 CO₂분리의 매개변수 연구(유상석 충남대 교 수) △AHT 사이클을 사용한 폐열 온도 업그레이드: 최근 개발(카우 투 규슈대 교수) 등 기조강연이 차례로 진행됐다.

응우옌 비엣 쭝 교수는 베트남 냉동· 공조(RAC)시스템의 현재 상황을 살펴보며 △재정적 제약 △제한된 인식 △기술 전문성 부족 △구식기술의 가용성 등 저탄소 기술도입을 위한 주요과제를 파악하는 내용을 발표했다. 

베트남 인구는 약 1억명이며 연간 GDP 성장률은 6~8%로 현재 산업화와 도시화 과정이 굉장히 빠르게 진행되고 있다. 베트남은 동남아시아 국가 중 에어컨 및 냉장·냉동시장이 가장 크며 발전잠재력이 높은 시장이다. 에어컨시장의 경우 2011년부터 2020년까지 연평균 15%의 성장률을 기록했으며 현재 230만 대 넘게 판매돼 ASEAN국가 중 가장 큰 시장을 형성 하고 있다.

그런데 현재 베트남에서 가장 인기 있으며 보편적으로 사용되는 에어컨은 HFC-32냉매를 사용한다. HFC-32는 키갈리개정서 규제대상으로 지정된 HFC물질로 GWP가 675에 달한다. 베트남 에어컨및 냉장·냉동시장이 확장될수록 지구온 난화문제가 더욱 극심해지는 상황이다. 

응우옌 비엣 쭝 교수는 “베트남의 급속한 경제성장으로 냉동공조시스템에 대한 수요가 급격히 증가해 에너지소비가 크게 늘었으며 온실가스 배출에 크게 기여하고 있다”라며 “냉동공조분야 에너지효율성 개선은 파리협정에 따른 베트남 기후공약을 충족하며 지속가능한 개발목표를 달성 하는데 매주 중요한 과제”라고 강조했다.

베트남에선 이러한 상황을 개선하고자 △수명주기관리방식에 따른 HFC수입· 소비 통제 및 단계적 폐지 △냉동공조장비 에너지효율 향상 등을 우선적으로 진행하고 있다. 2024년 6월11일 총리령을 통해 수명 주기관리방식에 따라 오존층파괴물질(ODS) 및 글로벌온실가스(GHG) 관리 및제거에 대한 국가계획을 공포했다. 또한 HCFC 단계적 폐지를 추진하며 Low GWP 냉매 및 자연냉매 사용을 장려해나가고 있다. 에너지절약과 관련해서는 에너지 라벨링 프로그램 개발 및 최소 에너지성 능표준(MEPS)를 업데이트하는 조치 등이 취해졌다.

응우옌 비엣 쭝 교수는 “현재 신냉매를 사용하는 냉장고의 예비부품 등은 베트남 에서 구할 수 없으며 상업용 에어컨 및 산업용 냉장설비에서 Low GWP 전환은 느린 상황”이라며 “대체냉매는 가연성을 가지고 있어 고도의 숙련된 기술인력이 필요하며 냉매 회수·재활용·재생 및 파기에 대한 기술적 인프라가 부족해 기후위기 대응에 장애물을 갖고 있다”고 설명했다.

이어 “현재 상업용 에어컨과 산업용 냉장시스템 효율개선에 대한 국가관리가 미흡하며 냉매전환과 교체과정을 지원하기 위한 국가적 기조와 정책이 구체적이지 않다”라며 “친환경 냉각기술에 대한 국 가적 전환기금 구축과 HFC재활용과 파기를 촉진하기 위한 배출세 부과를 연구해야 한다”라고 제언했다.

김민수 서울대 교수는 ‘히트펌프 최근 연구동향’을 △효율성 △고온히트펌프 개발 △대체냉매 적용 등의 이슈를 통해 발표했다. 또한 다변화되고 있는 산업환경속 히트펌프 성능과 안정성을 높일 수 있는 인공지능(AI) 활용 등의 최신 접근방식및 대체냉매에 관한 연구까지 소개했다.   

국제에너지기구(IEA) 2050년 탄소중립 로드맵에 따르면 2025년 화석연료를 사용하는 보일러 신규판매가 사라질 것으로 판단되며 2045년 난방수요 50%는 히트펌프로 충당될 것으로 전망되고 있다. 글로벌 히트펌프시장은 연간 약 8.8% 비율로 성장해 2032년에는 약 1,513억달러에 도달할 것으로 예상된다. 특히 유럽에 서는 탄소배출을 줄이기 위해 히트펌프 판매가 증가하고 있는 상황이다. 전 세계의 히트펌프 도입은 점차 확대될 전망이다.

김 교수는 “EU의 F-gas규제 및 PFAS규정은 냉매전환에 주요한 역할을 하고 있으며 전 세계는 온실가스 감축을 위해 다각도로 노력하고 있는 상황”이라며 “이러한 시대적 요구에 부응해 히트펌프 도입에 대한 장벽극복을 위한 연구개발이 꾸준하게 진행되고 있다”고 말했다.

이어 히트펌프 효율성 개선 및 열에너 지저장(TES) 히트펌프시스템 현황 등을 소개했다. TES 히트펌프시스템은 열저장 탱크를 사용해 히트펌프에서 생산된 열에너지를 저장·활용한다. 비수기운전 때 저장된 열에너지를 활용하는 방식으로 피크 타임에 난방과 냉방부하를 대체할 수 있는 장점을 가지고 있다.

합성 신경망(CNN)을 활용한 히트펌프 연구동향도 공유했다. 히트펌프 성능은 냉매충전량에 따라 크게 달라진다. 시스템성능을 보장하며 설비수명을 연장하기 위해선 충전량을 정확하게 예측하는 것이 중요하다. 냉매충전량은 이론적 분석을 통해 정확하게 추정할 수 있는데 이 분석과정에 합성신경망을 사용하는 연구들이 진행 중이다. 히트펌프 냉매충전 오류를 미리 감지해 예방하며 히트펌프 효율을 끌어올리는 것을 목표로 한다.

히트펌프 운영에서 결빙은 성능저하및 효율적인 작동을 저해한다. 이에 따라 서리를 감지하며 제때 제상을 작동하는 것이 중요하다. 이러한 작동 과정 속 합성 신경망은 서리성장 및 히트펌프 성능변화를 예측하는 데에도 적용될 수 있다. 결빙 조건에서 공기열원 히트펌프시스템 수치 모델을 개발해 결빙성장률과 성능변화를 예측하는 것이다.

오프닝세레모니 이후에는 각 분과별로 Technical Session이 열렸다. △열 및 물질 전달(좌장 조홍현 조선대 교수) △에너 지절약 및 에너지의 효율적 사용(좌장 박찬우 전북대 교수) △히트펌프&에너지(좌장 당 탄 쯩 HCMUTE 교수) △냉장시스템및 열교환기(좌장 오종택 전남대 교수) △ 녹색 및 웰빙건물 및 HVAC의 고급응용(좌장 나지라 모드 모흐타 말레이시아 파항대 교수) △흡착기술과 에너지(좌장 이동찬 서울시립대 부교수) 등의 주제로 총 45개 논문발표가 이어졌다.