공조 시스템의 스마트화 트렌드 분석 다이킨 공업의 솔루션을 통해 본 공조 시스템의 스마트화

일본을 대표하는 공조 시스템 제조업체 중 하나인 다이킨 공업. 공조 분야가 에너지, 환경문제와 관련이 깊은 만큼 재생 에너지의 활용과 에너지 절감, 특히 공조 시스템의 스마트화를 위한 다양한 전략을 펼치고 있다. 이에 다이킨에서 추진하고 있는 전략을 통해 세계 공조 시스템의 트렌드에 대해 살펴보도록 하자

트렌드 1. 스마트 제어 전력 수급에 따라 에어컨을 자동으로 제어

다이킨 공업이 일본의 신에너지·산업기술종합개발기구(NEDO) 사업의 일환으로, 포르투갈에서 에어컨 자동수요 반응 실증 시스템을 완성했다. 이는 전력 수급에 따라 에어컨을 최적으로 자동 제어하는 솔루션으로, NEDO와 다이킨 공업은 이미 2016년 11월부터 포르투갈 리스본에서 솔루션 구축을 추진해왔다.

일본이 포르투갈을 협력국으로 선정한 이유는 포르투갈이 풍력이나 수력 발전 등 재생 가능 에너지의 도입을 적극적으로 추진하고 있는 국가이기 때문이다. 이에 포르투갈은 유럽에서 재생 에너지를 가장 많이 도입하고 있는 나라이기도 하다. 실제로 포르투갈은 2017년 기준 총 전력 소비량 중 약 44%를 재생 가능 에너지로 충당하고 있다.

2016년 4월까지는 재생 에너지가 포르투갈 국내 전체 전력 수요를 충족하기도 했으며, 2018년 3월에는 국가에서 사용하는 1개월 분량의 전체 전력 수요에 대해 초과 발전량을 기록했다. 날씨 등 환경 변화에 따라 공급이 일정치 않은 재생 에너지의 비중을 높일 수 있었던 것은 공급과 수요의 제어에 있다고 보고, 포르투갈의 노하우를 공유하기 위해 협력을 시작한 것이다.

이에 2016년 11월, NEDO와 포르투갈의 국립에너지지질연구소(LNEG)는 전력 수급 상황에 따라 자동으로 공조기기를 제어하는 시스템에 대한 실증 사업을 위해 MOU를 체결했다. 동시에 NEDO는 리스본 시청 등의 시설을 실증 장소로 결정하고, 일본 내 위탁 업체로서는 다이킨 공업을 선정해 시범 사업에 착수하게 되었다.

이에 리스본 시내 시설 4곳에 수요 응답 기능 및 축냉 기능을 가진 빌딩용 멀티 에어컨을 설치했다. 이 멀티에어컨은 용량이 다른 복수의 실내기를 개별 운전 가능한 공조 기기를 뜻한다. 이로써 전력 수급 조정 기능을 검증하는 등 전력 수급 상황에 따라 축냉 기능을 활용하여 공조 기기의 전력 소비 상한선을 자동으로 제어하는 시스템의 상용화를 목표로 진행되고 있다.

나아가 전날 날씨와 에어컨 사용 데이터를 기반으로 당일의 전력 수요를 예측하고, 이에 따라 자동으로 운전을 제어하는 제어 시스템을 구축할 예정이다. 또한 전력 수요의 창출 혹은 억제 요구에 따라 공조 기기의 전력 소비량을 자동으로 제어함으로써 전력 수급의 균형을 조절하는 효과를 검증할 계획이다. 최종적으로는 신 재생 에너지 이용률 극대화를 위한 사업 모델 개발하는 것이 목표다.

[그림 1] LEDO와 LNGE의 실증 실험 개요(출처: 다이킨 공업)

트렌드 2. 클라우드 기반의 작업 효율화 BIM에 대응하는 클라우드형 설계 지원 애플리케이션

다이킨공업에서 개발 중인 또 다른 스마트 공조 솔루션은 BIM에 대응하는 클라우드형 공조 시스템 설계 지원 프로그램인 ‘DAIKIN-BIM(가칭)’이다. 이 솔루션은 지난 2018년 2월 발표한 것으로, 건축 설비업자에게 같은 해 7월부터 제공하기 시작했다. 이 DAIKIN-BIM은 설계 작업의 효율화를 목적으로 만들어졌다.

실제로 이 솔루션의 가장 큰 특징은 건축 설비 설계 작업에서 발생하는 공조 관련 계산, 자료 작성 등을 클라우드에서 자동화함으로써 업무를 효율화한다는 것이다. 기본 기능으로는 열 부하 계산, 장비 선정, 장비표 작성 등이 있다. 이후에는 솔루션의 응용 범위를 냉매 배관 선정, 기류 분석 등 시공과 운영, 유지 관리까지 확대해 나갈 계획이다.

아울러 건설 업계의 업무 효율화 도구인 BIM에 대응할 수 있도록 지원할 예정이다. 즉 BIM 설계·시공용 CAD 소프트웨어와 데이터를 연계시킴으로써 지금까지의 CAD 도면과는 별도로 공조 설계·시공에 관한 업무를 원활하게 수행할 수 있을 것으로 기대된다(현재 NYK시스템즈의 건축 설비 CAD 프로그램 Rebro, 다이킨 공업의 FILDER Cube가 연계되어 있다).

이 솔루션이 등장한 이유는 건설 업계에서 인력 부족 문제로 설계자와 시공자의 부담이 증가하고 있기 때문이다. 이에 건축 설비 설계는 건축물의 열 부하 계산, 공조 기기 냉매 배관의 선정 등 계산이 많은 작업을 생략하고 간소화 할 수 있는 솔루션이 절실했다. 이러한 점에서

DAIKIN-BIM은 클라우드 기반의 응용 프로그램에 의한 업무 지원 서비스를 제공함으로써, 공조 기기 관련 업무의 간소화를 실현해줄 것으로 기대된다.

트렌드 3. 스마트한 데이터 축적과 공유 공조기에서 수집한 데이터를 축적·공유하는 플랫폼 개발

다이킨 공업은 지난 2018년 2월 공조·공간 관련된 정보를 축적, 분석하고 파트너사와 공유하는 협력 플랫폼 CRESNECT를 개발했다고 발표했다. CRESNECT에서는 먼저 공조기의 센서나 카메라를 통해 온도, 습도, 공간의 밝기, 소리, 사람 수와 위치, 움직이는 방법 등 사람과 공간에 대한 데이터를 축적한다.

그 후 AI 등으로 데이터를 분석하여 그 결과는 다이킨 공업의 협력사와 공유한다. 이 데이터는 사무실의 생산성 향상과 건강 유지를 위해 활용된다. 이 솔루션은 당분간 시장 수요가 높은 오피스 빌딩 공간을 대상으로 적용될 계획이다. 향후 상점, 병원, 교육 시설 등으로 적용 대상을 넓혀 다양한 업종의 기업과 연계를 목표로 하고 있다.