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2014/10/09 17:48 2014/10/09 17:48
실외기없는 에어컨이 개발 되었다.
2014/10/09 17:48 | 이런 저런이야기
전기료는 75~90% 이상 절감, 이동 편하고 설치 간편  


현재 시판되고 있는 에어컨보다 냉방성능이 뛰어 나면서도 실외기 없이 작동되는 냉방기가 개발되었다. 부산의 개인 발명가 김용환씨(62세)는 28일 "펠티어효과와 제백효과 및 화학에너지를 이용하여 찬공기를 냉각기능을 증폭시키고, 또는 따뜻한 공기를 받아서 히타를 가열시킬 수 있는 시스템을 개발하는 시제품을 내놨다"고 밝혔다.

에어컨(냉 난방기)은 열대야가 잦아진 도심에서 더위를 이기는데 없어서는 안될 가전제품이다. 에어컨은 냉방 기능뿐 아니라 다양한 역할을 함께 가지고 있다. 공기정화장치로서, 실내의 온도 조절과 함께 기류분포를 조절, 공기중의 먼지 같은 것을 제거하고 공기를 청결하는등 그 성능이 점차 업그레이드 되면서 필수 가전품목으로 자리 잡은지 오래이다.

에어컨은 하지만 설치도 복잡하며, 전기요금도 많이 들어 누구나 시원하게 여름을 보낼 수 없으며, 한번 설치를 하고 나면 이동이 불편하여, 마음대로 옮길 수 도 없어 사용상에 많은 문제점을 가지고 있다. 또한 장치에서 사용하는 냉매는 정기적으로 점검하여 보충하여야 하는 번거로움도 갖고 있다.

하지만 이 같은 제품의 용도에 적합하면서도 사용의 불편함을 극복한 신 개념의 냉방기가 이번에 개인발명가인 김용환 씨에 의해 개발 완료 됨으로써 관련업계에 큰 반향을 일으킬 조짐이다. 


사용자 삽입 이미지


국내 실외기 없는 냉난방기 기술개발 현황은


기존 에어컨의 경우 전기요금이 많이 나와 오랜 시간 사용이 불가능하다는 점. 실외기의 설치가 복잡하다는 점. 면적을 많이 차지하며, 한번 설치 후는 이동이 불가능하다는 점. 이사할 때는 철거비용과 다시 설치비용을 부담하여야 한다는 점. 실외기에서 나오는 더운 공기로 외부의 온도를 더욱 상승시킨다는 점. 등이 문제점으로 지적된바 있다.

따라서 좀더 간편하고, 전기요금도 적게 나오면서 에너지도 절약할 수 있으며,  설치 및 이동이 간편한 에어컨의 개발이 그동안 관련업계의 과제였었다. 또한 에어컨에서 동시에 할 수 있는  온풍기의 역할까지 겸할 수 있다면 완벽한 냉난방기는 꿈의 냉난방기라고 불리도 손색이 없을 듯 하다. 

이러한 제품을 지향하고자 관련 업계에서는 많은 연구비와 시간을 투자해 기술을 개발하고 있다. 그 역사를 간단하게 살펴보면 2004년 도에는 강원공과대학교 기계공학과는 삼성전자로부터 개발금액 300억원을 지원받아 시제품을 생산하기는 했으나. 40분 정도 차가운 공기가 나오다가 그후 더운 공기가 나와 실패 하면서 270억원을 삼성전자에 되돌려 준 사실이 있다.

부경대학교는 (주)티알ENC와 공동으로 강원대학교방안을 보완한 형태로 개발을 추진한바 있다. 당시 시도한 방법은 펠티어에서 나오는 찬공기를 닥트로 사무실 전체에 연결하여 공급 하는 형태로 찬공기는 내보내고 더운 공기는 외부로 배출하는 방법으로 연구중이다.

이 밖에도 부산대학교에서는 펠티어효과에서 나오는 찬공기를 재료를 이용하여 개발을 시도했으나 실패하여 개발중단 한바 있다. 공주대학교는 온도차가 있는 비스무스를 상용화하기 위하여 개발중에 있다. 

외국의 사례에서는 중국북경대학교를 통한 개발에서 시제품이 나온바 있으나 이 또한 1시간30분 정도 찬공기가 나온 후 다시 더운 공기로 나와 실패한바 있듯 각 연구기관에서 실외기 없는 에어컨 개발에 뛰어든바 있으나 뚜렷한 성과를 보이고 있지는 못하고 있는게 현실이다.


사용자 삽입 이미지


개인발명가 김용환씨 개발 '실외기 없는 에어컨'

김용환씨가 개발에 성공한 실외기 없는 에어콘의 경우 실외기를 없애고 화학에너지와 새로운 공법으로 융합하여 제조된 함에 발열체 열전소자에서 나오는 냉공기를 가열하면 새로운 공법으로 조제된 함에서 흡열반응을 일으키면서 작동하는 원리를 가지고 있다.

김 씨가 발명한 실외기 없는 에어컨의 기계적 작동원리를 살펴보면, 현재 사용하고 있는 에어콘의 압축기를 사용하면 배관안에 있는 냉매가스를 압축하여 고온 고압(기체)으로 화학에너지와 새로운 공법으로 융합한 함으로 보내면 그 함에서 냉각되어 냉매가스가 액체로 변환하여 저온저압으로 팽창밸브를 통과하면 응축기가 냉각되어 응축기에 취부되어 있는 흡입하여 방출하는 팬(환풍기)을 통하여 밖으로 배출시키게된다.

다시 응축기에서 나온 냉매가스는 기체가 액체로 변환하여 기체→액체 변환밸브를 통과하면 다시 상온저압기체로 변환하여 압축기에 들어가면 다시 압축기가 압축하면 고온고압기체로 변환하는 과정을 반복하는 실외기 없는 에어콘 시스템이다.

이같은 제품의 원리에 대해 김용환 씨는 "내가 적용한 새로운 공법은 화학에너지를 사용하면서 유체공학 등을 융합한 종합 기술이 특징"이라고 설명했다. 실제 전기료의 경우 김 씨가 개발한 신제품의 경우 기존 에어컨에 비해 전기료가 1/10에 불과했다. 기존 에어컨이 1시간당 2.5Kw가 소요되는 반면 신제품의 경우 244w에 불과하기 때문. 

김 씨는 계속해서 "내가 개발한 에어컨의 경우 제작이 간편하며, 제작비가 저렴하여 냉난방기의 현재의 가격보다 현저하게 낮출 수 있으므로 누구나 쉽게 구입할 수 있으며, 실외기와 배관이 없어 설치가 간단하며, 실외기가 없으므로 아파트외벽에 설치되어있는 실외기함도필요없으며, 에너지를 많이 절감할 수 있으며, 반 영구적으로 사용할 수 있는 새로운 냉난방시스템으로 에어컨분야의 선도기술을 보유할수 있을것으로 기대된다."고 말했다.

그는 또한 "향후 본 기술을 응용하면, 현재 사용되고 있는 가스 및 기름보일러의 대체에너지로서의 활용이 가능하다는 점에 주목해야 하지 않는가 한다."며 기술의 우수성을 설명했다.  실제 김용환 씨는 이 같은 원리를 적용하여 만든 보일러를 개발하여 보관중에 있기도 하다.

실외기 없는 에어컨의 응용기술로 만든 보일러에 대해 김용환 씨는 "비닐하우스, 전기오븐레인지 대신에 반도체소자오븐레인지, 선박, 반도체온풍기, 반도체세탁기(건조), 음식물처리기(건조기) 등 일상생활에 필요한 모든 가전제품에 이용할 수 있다. 또한 자동차 분야에 응용을 한다면 하이브리드 자동차 기술을 앞지르는 전기 자동차 기술분야를 선점할 수 있 을것"이라고 기술의 활용 방향을 설명했다.

김용환 씨는 정통부 출신 기술전문가로서 전기관련 다수의 특허를 가지고 있다. 그의 이번 실외기 없는 에어컨 개발 성공은 그동안의 연구 결과들이 축적되어 나온 소중한 결과로 보인다. 또한 그 응용기술인 보일러의 경우에도 범국가적인 측면에서도 에너지절감에 많은 도움을 주며, 특히 에너지를 수입에 의존하고 있는 우리나라에서 경제적인 측면에서도 크게 도움을 주는 이 시대에 꼭 필요한 기술로서 주목된다.
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