판형 열교환기(PHE)의 AHRI 성능 인증, 전 세계에 적용됩니다!

이미 90년대 말에 알파라발 미국 지사는 판형 열교환기에 대한 일관된 성능 인증 표준을 확립하기 위해 AHRI(Air conditioning, Heating and Refrigeration Institute: 미국 냉난방공조협회)와 처음으로 접촉한 바 있습니다.

2001년, 미국 및 캐나다 시장에서 LLHE(Liquid to Liquid Heat Exchanger) 인증 프로그램이 시작되었고, 2012년부터 이 프로그램을 전 세계에서 사용할 수 있게 되었습니다. 이는 향후 판형 열교환기의 사양 설정 및 구매에 영향을 미칠 것입니다.

AHRI 400 성능 인증은 현재 판형 열교환기(PHE)에 대해 세계에서 이용 가능한 유일한 성능 표준입니다.

드러나지 않은 문제점

AHRI 400 표준 및 LLHE(Liquid to Liquid Heat Exchanger) 인증 프로그램이 미국과 캐나다에 도입되기 전까지는 판형 열교환기의 성능과 관련된 한 가지 문제가 업계에 만연했습니다. 오랜 기간 경쟁이 치열했기 때문에 일부 제조업체가 구성 요소 규격을 최소화하여 원가를 절감하였습니다. 이처럼 의도적으로 성능과 원가를 낮춤으로써, 제조업체들은 가격 상 매력적인 거래를 제안하는 경우가 잦았습니다.

하지만 장기적으로는 저렴한 가격이 착각에 불과했다는 사실이 속속 드러났습니다. 이러한 방식으로 규격이 설정된 열교환기는 장기간 사용할 경우 제 성능을 발휘하지 못하고 오히려 운영 비용이 늘어나는 경우가 빈번하게 발생한 것입니다. 가동률이 피크인 상태에서 장기간 작동할 경우(예: 뉴욕시의 여름철 폭염 기간 중) 상당수의 열교환기가 적정 수준의 열 전달 용량에 크게 미달한 상태에서 작동했으며, 따라서 이를 보완하기 위해 펌프 및 냉각기의 부하가 높아질 수밖에 없었습니다. 이 문제는 당연하게도 엄청난 전력 낭비로 이어졌습니다. 피크 부하일 때만이 아니라, 항상 전력 소비가 심했습니다.

비록 에너지 소비가 심했지만, 열교환기는 어쨌든 "제 역할"을 했기 때문에 이러한 열 전달 용량의 불일치는 좀처럼 발견되지도 해결되지도 않았습니다. 이는 잘 은폐된 문제라고 해도 무방할 정도였습니다.

조용한 혁명

AHRI 400 표준 및 LLHE 인증 프로그램은 이제 전 세계적으로 적용이 가능합니다. 알파라발은 이를 우리 산업에 다양한 영향을 미칠 조용한 혁명이라고 단언합니다. 고객의 입장에서 이 영향은 장기적으로는 물론, 단기적으로도 명백합니다. 고객은 일관된 인증 시스템을 통해 완벽하게 검증 가능한 "일대일 비교" 방식으로 열교환기를 비교할 수 있을 것입니다. 현장 성능 시험을 수행할 필요가 없으므로 에너지 비용 외에도 상당한 비용 절감을 달성할 수 있습니다.

에너지 효율이 경제적 관점에서는 물론 윤리적 관점에서도 주요 요인으로 부상하고 있습니다. 전 세계적으로 도시화가 폭발적인 속도로 진행되면서 보다 포괄적이고 강력한 지역 냉방 시스템으로 이동하는 추세를 비추어볼 때, 에너지 고효율 냉방은 제조뿐 아니라 의사결정에 관여하는 모든 당사자에게 어려운 과제가 되고 있습니다. AHRI 인증은 열교환기 용량의 규격을 적절히 설정함으로써 에너지 사용 및 온도 조절에 대한 목표 수준을 보다 쉽게 충족할 수 있게 해줍니다. 이는 근접 온도 접근이 필요한 지역 냉방 서브스테이션, 빙축열 시스템 및 자유 냉각과 같은 응용 분야에서 특히 중요합니다.

지정 온도의 작은 변화가 필수 열 전달 영역의 현저한 변화로 이어져

냉방/난방 매체에서 비교적 작은 온도 변화가 일어나도 HVAC 시스템에서 열교환기를 지정된 성능 수준에서 작동하도록 유지하는 데 필요한 열 전달에 큰 영향을 미칩니다. 열교환기의 충분한 여유 용량에 대한 필요성, 그리고 이로 인한 전체 시스템의 에너지 효율에 대한 영향은 과소평가되는 경우가 많았습니다. 전 세계 HVAC 산업에서 AHRI 인증이 점진적으로 구현됨에 따라, 엄청난 양의 총 전력 소비량이 잠재적으로 절감될 전망입니다.

미국 “그린 빌딩” 표준인 LEED(Leadership in Energy and Environmental Design: 에너지환경 설계 리더십)에는 난방 및 냉방 분야 모두에서 판형 열교환기(PHE)의 AHRI 400 인증이 포함되어 있습니다. “그린 빌딩” 개념은 빠르게 전 세계로 확산되고 있으며, 많은 나라들이 현재 LEED와 유사한 표준을 적용하고 있습니다. 성능이 인증된 판형 열교환기(PHE)는 그린 솔루션이라는 의미입니다.

새로운 관점에서의 에너지 효율성

장기적으로, LLHE 인증 프로그램이 점차 전 세계적으로 적용됨에 따라 갈수록 에너지 효율에 초점이 맞춰질 것이며 이로 인하여 제조업체들은 공표한 정격을 보장하게 될 것입니다. 열 성능은 정확하게 비교할 수 있으며, 가격 대 성능비를 기준으로 여러 제조업체의 열교환기를 서로 비교할 수 있게 됩니다. 현재 LLHE 인증 프로그램은 전 세계에서 유일한 판형 열교환기 성능 표준입니다. 알파라발 AlfaQ™ 시리즈는 AHRI 인증을 최초로 획득한 열교환기로서, 10여 년 전에 이미 이 성능 표준을 충족했습니다.

또한, 비용 절감 효과가 크다는 이유 하나만으로도 노후 장비 교체가 가속화될 것이라고 논리적으로 예측할 수 있습니다. 일반적으로, HVAC 냉방 시스템을 인증받은 열교환기로 교체할 경우 최대 부하 조건에서 펌프 및 냉각기의 전력 소비가 약 4% 감소합니다. 이로써 투자 회수 기간이 단축되며 전반적으로 더욱 매력적인 투자 계획을 세울 수 있습니다.

 

궁극적으로 제품 성능을 검증 가능한 방식으로 공개하는 일은 비즈니스 윤리가 걸린 문제입니다. 하지만 LLHE 인증 프로그램의 성공적 정착은 프로그램의 사용을 권장하는 HVAC 컨설턴트와 입찰 문서에서 프로그램의 사용을 규정하는 최종 사용자 및 공장 운영자에 달려 있습니다. 성능을 인증받은 판형 열교환기에 대한 투자가 미래를 바라보는 견실한 투자라는 점은 확실합니다.

AHRI uses

Technical information on AHRI certified plate heat exchangers from Alfa Laval

AHRI performance certification (official website)

 Alfa Laval reference list AQ units 

New York City - the ultimate test laboratory for heat exchangers in cooling applications

 

Heat exchanger performance - a crucial but long neglected parameter for energy-efficiency in cooling systems. 

AHRI certified

AHRI is an organization promoting quality and safety within the North American HVAC industry. It is one of the largest trade associations in North America, representing more than 300 manu-facturers within the global HVAC industry. 

AHRI members account for more than 90 percent of the residential and commercial air conditioning, space heating, water heating and commercial refrigeration equipment manufactured and sold in North America. It runs around eighty different certification programs whereof AHRI 400 for liquid-to-liquid heat exchangers is one.