기획특집/ 독보적인 대한민국 특허기술 세계를 달린다

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이상 기온 현상으로 열대야 현상 및 한파가 예고 없이 찾아오고 있다. 또 갑작스런 이상 기온 현상은 에어컨과 보일러의 사용을 부추겨 전기와 가스 그리고 기름 등 화석에너지 소비가 날로 커지고 있다.
기후변화 전문가 마크 라이너스는 ‘6도의 악몽’이란 책에서 이상기온 현상이 계속돼 지구온도가 1도 상승하면 북극곰이 멸종하고, 6도까지 올라가면 지구의 생물이 모두 멸종할 것이라고 경고하고 있다. 유엔 산하 IPPC(국제 식물 보호 협약)에 따르면 1906년에서 2005년까지 100년 동안 지구 평균온도는 0.75℃ 상승하였지만, 앞으로의 100년은 기후변화속도가 지금보다 빠르게 진행될 전망이어서 2100년에는 전 세계 기온이 2.7℃ 상승할 전망이다.
이처럼 화석에너지 사용으로 인한 피해가 확산되는 가운데 세계적으로 화석에너지 소비를 줄이기 위해 대체에너지를 개발하는 등 많은 노력을 기울이고 있다.
노펌스(주)(대표이사 임주혁)는 자체 증기압을 이용한 자동 급수식 증기 발생장치를 개발해 기존 보일러에서 사용되는 고압의 급수 펌프를 사용하지 않고 증기발생탱크에서 발생된 증기압력을 이용, 전기 사용 절감과 재화낭비 절약 등 환경오염 문제를 해소할 수 있는 기틀을 마련했다.
 
전기먹는 食神으로 알려진 고압급수펌프
 
공장 등에서 쓰이고 있는 보일러의 원리를 파악해 보면 연료 소비의 심각성이 그대로 비쳐진다. 일반적인 보일러는 증기발생장치를 사용해 물을 데우거나 끓여서 그 열기(스팀)를 사용한다. 이런 증기발생장치는 근대에 사용해왔던 증기기관차와 같이 산업 및 인간의 생활과 밀접하게 이용되어 발전해 왔다. 지금도 증기발생장치는 △산업용 △난방용 △식품가공 △농공업 등 여러 분야에서 사용되고 있어 인간이 생활하는데 반드시 필요한 기기로 인식되고 있다. 국내외에서 사용되고 있는 모든 증기발생장치는 증기 생성에 따른 물 소모량을 보충하기 위해 증기발생탱크의 자체 압력보다 높은 고압의 펌프를 사용해 급수, 내부 압력보다(이) 높은 막대한 전기에너지를 소비하는 펌프를 사용하게 된다. 문제는 내부의 압력으로 고압의 급수펌프 사용이 당연하다 생각하는 인식이다. 이런 인식으로 인해 현재까지 사용되고 있는 보일러 가동으로 인한 막대한 전기에너지 소비는 지금도 계속 되고 있다.
 
자동 급수식 증기발생장치로 전기 소비량 有에서 無로 실현 가능해
 
지금까지 사용되고 있는 보일러는 물을 끓이거나 데우는 기계장치로 내부의 압력을 사용해 막대한 전기 에너지를 들여 고압의 급수 펌프를 가동해 보충수를 급수하는 형태지만 노펌스(주)가 개발한 자동 급수식 증기발생장치는 고압의 급수펌프를 사용하지 않고 초소형 전동밸브 0.6W 2~3개를 사용해 밀폐된 가압급수 탱크와 동력원으로 자체증기압력을 이용하여 급수를 실현할 수 있다. 자체압력을 급수 에너지로 사용하게 되면 압력 및 급수량의 변화에 따른 소비전력에 영향이 없고 또한 압력 및 온도 에너지가 회수되어 재사용되며, 고압의 펌프 사용을 당연시 생각하는 고정관념을 해소함과 동시에 보충수 흡입시 응축작용을 이용하여 진공흡입 함으로써 고온의 응축수를 에너지 소모없이 회수할 수 있다. 또 기존에 사용하던 펌프의 캐비테이션 현상에 의한 고온으로 인해 발생되는 펌핑 불능을 근본적으로 해소할 수 있게 됐다. 캐비테이션은 물이 비등하면 기포로 변화되고 임펠러의 회전에 의해 펌프 내부 고압부에 오면 압력 때문에 깨어져 소멸되지만 이것을 반복하면 펌프는 소음을 내고 진동을 일으켜 펌프의 성능을 현저하게 저하시키며 임펠러나 케이싱을 손상시키는 것을 말하는 것으로 이런 현상은 보일러 밸브 뿐 아니라 군대에서 사용되는 K-9 자주포 엔진 등에서도 발생된다. 이런 이유로 현재 가동 중인 발전소의 경우 정상운전시 승압펌프 2대와 주급수펌프 2대를 이용하여 급수를 하며 스팀을 터빈에 사용 후 해수를 이용하여 복수기에서 상온으로 되돌리는데 이런 이유로 에너지 효율이 좋지 않은 실정이며 일반 산업현장에서는 에너지 효율을 올리고자 사용 후 회수된 고온의 응축수를 흡입 조건시 휴젯트를 이용하나 펌프의 효율을 저하시키고 가압조건일시에도 캐비테이션 현상으로 실제 펌핑량 보다 큰 용량의 펌프를 사용하는 실정이다.(약 5~60% 효율저하)
노펌스(주) 임주혁 대표는 “증기발생장치 자동 급수식 펌핑장치 개발로 막대한 전기에너지 절감은 실현화 될 수 있다”며 “고효율스팀펌프 기술 개발 실현화를 위해 더욱 더 노력하는 기업으로 남겠다”고 말했다.

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