기계기술 정보

대다수 선박은 그동안 선실을 냉방하기 위해 전기식 냉동기를 활용해왔다. 그런데 선박 자체에서 나오는 다양한 열원을 활용해 에너지 비용을 획기적으로 낮춘 냉동기가 개발됐다. 올해 1주차 iR52 장영실상은 선박 엔진에서 발생하는 폐열 등을 활용해 냉동기를 돌려 기존 전기식에 비해 20~30%가량 에너지 비용을 절감하는 한편 물을 자연냉매로 사용해 환경친화적인 흡수식 냉동기를 개발한 월드에너지에 돌아갔다. 흡수식 냉동기란 흡수액의 온도 변화에 따라 냉매를 흡수·분리하며 응축·증발시키는 원리로 냉수 등을 만드는 장치다.지상에서는 중대형 건물 냉난방 시스템에 사용하는데 주로 전기로 장치를 돌린다. 월드에너지가 개발한 제품은 선박용으로 전기 대신 배에 있는 다양한 열원을 활용해 비용을 낮췄다. 운항 중 뜨거워진 엔진을 냉각수로 식히고 나면 대량의 온수가 생긴다. 배에는 다양한 스팀에너지 장치도 많다. 이런 온수나 스팀에너지를 열원으로 사용해 냉동기를 가동시키는 게 선박용 흡수식 냉동기 원리의 핵심이다. 황인섭 월드에너지 기술연구소 부장은 "지구온난화에 따른 환경 규제를 따르는 한편 에너지 절약을 위해 버려지는 미활용 에너지의 활용이 가능하도록 만든 제품"이라고 설명했다. 흡수식 냉동기는 움직임이 없는 지상용으로 만들어졌기 때문에 거친 파도로 선박이 흔들리는 악조건에서도 안정적으로 운전하도록 설계하는 것이 관건이었다.황 부장은 "시제품 성능시험 초기에는 문제가 없었지만 시험 기간이 경과함에 따라 나사가 풀려 냉동기에서 냉매가 누설되는 문제에 봉착했다"며 "해결 방안을 고민하던 중 시험 테이블에 놓여 있던 부품이 미세한 흔들림에 가늘게 떨리면서 부품 위치가 조금씩 이동하는 것을 봤다"고 회고했다. 이를 본 월드에너지 연구원들은 '디스코팡팡'이라는 놀이기구를 떠올렸다. 사람이 균형을 잡기 힘들 정도로 과도한 흔들림이 특징인 이 놀이기구에서 아이디어를 얻어 유압실린더를 응용한 해결법을 고안해냈다. 황 부장은 "냉동기가 흔들릴 수밖에 없는 선박에서 냉동기 성능시험을 실시했는데 고장 없이 작동되는 것을 확인했다"며 "유럽에 수출하기 위해 글로벌 품질보증 및 위험 관리 회사인 디엔브이지엘(DNV-GL)의 성능 인증을 얻어 객관적 신뢰성을 확보했고 해외 수출 기반을 마련했다"고 밝혔다.