제조공장을 가동하기 위해서는 전력, 공기, 물 세가지 요소가 반드시 필요하다. 이중 공기를 압축해서 동력을 발생시키는 압축공기시스템은 많은 에너지를 필요로 한다.
그러나 대부분의 기업은 제조공정에서의 에너지 손실을 따지기보다는 우선 공장의 가동에만 치우치고 있는 현실이다. 이같은 에너지 손실이 장기적으로 기업의 경쟁력을 점차 악화시킬 수 있다는 것이 전문가들의 지적이다.
첨단기술집약기업으로 도약하고 있는 경기도 김포의 (주)금성정공(대표 박흥석)이 획기적으로 에너지를 절감할 수 있는 압축공기제습시스템을 개발·보급하고 있어 화제가 되고 있다. 〈윤태 기자〉


　▲ 압축공기시스템

14세기 이후 공기에너지를 기계화에 이용하면서부터 나날이 의존도가 광범위해지고 있는 압축공기는 제조현장에서 매우 중요한 동력원이 되고 있다.
압축공기의 이용은 일부 업종에 국한된 것이 아니고 그 사용용도 또한 매우 다양해 모든 제조공장에서 필수적이며 전반적으로 산업구조의 격심한 변화에 따른 생산기술의 자동화로 압축공기와 관련한 공압기기의 수요도 급증하고 있는 추세이다.
그러나 공기압축기로부터 토출되는 압축공기는 대기중의 공기로부터 흡입한 다량의 수분과 불순물 기타 유해성물질과 압축시 생성되는 오일이 혼합돼 있어 압축공기를 이용한 제조공정에 막대한 지장을 초래함으로 압축공기제습장치를 반드시 설치하여 완벽하게 제습된 순수한 공기를 제조공정에 투입해야 한다.
이는 곧 생산성 향상은 물론 각종 자동화기기의 수명을 연장할 뿐만아니라 제조 원가를 절감해 경쟁력을 높일 수 있는 필수적이고 기본적인 설비임에는 분명하다.
제습장치의 종류를 크게 분류하면 냉동식 및 흡착식 등 에어드라이어와 에어필터, 저장탱크 등이 있으며 제조라인의 특성과 용도에 따라 그 적용범위를 달리 할 수 있다.
특히 최근에는 정밀분석기계, 식의약품, 반도체산업 등의 생산현장에서 매우 건조하고 깨끗한 압축공기를 요구하고 있는 업체가 날로 증가하고 실정이다.


　▲ 세계적인 추세와 국내동향

산업발달이 선진화된 북중미를 비롯해 유럽권의 압축공기 제습시장은 단순하게 제습기능만 수행하는 기본적인 틀을 벗어나 현재는 성 에너지적인 제습장치 개발 및 시판에 역점을 두고 활동하고 있으며 이는 곧 안정된 선진국 구축에 자국마다 큰 역할을 하고 있다.
예를 들어 세계적인 제습장치 메이커인 미국 뉴마테크사는 압축공기 제습장치의 운영면에서 가장 낮은 운전비를 자랑하는 에너지 절약형 에어드라이어를 10년전부터 집중 투자해 개발, 시판하고 있으며 이들은 자국에 있는 업체의 설비보완 및 교체뿐만 아니라 중국을 비롯한 아시아권 시장공략에 많은 홍보와 기술지원을 계속해 나가고 있다.
이와 같이 에너지 절약형 상품들을 과감하게 투자하고 도입하는 선진국 업체들의 경영진과 실무진의 앞서가는 사고력이 그들만의 경쟁력 제고에 분명한 ‘밑거름 역할’이라는 반증을 나타내고 있다.
현재 국내에 있는 제습장치 제조업체는 약 10여개로 압축할 수 있으나 2∼3개 업체를 제외한 나머지 업체는 기술력과 규모면에서 후진성을 면하지 못하고 있는 실정이다. 그러나 이들업체 중 세계적인 업체와 비교해도 전혀 손색이 없고 일부 선진국보다 월등한 기술력을 보유한 (주)금성정공의 제품은 국내업체는 물론 중국 삼성전기를 비롯한 외국에 있는 모(母)기업에게도 많은 경쟁력을 확보해 주고 있다.
한편 디지털 시대를 맞아 국내 대기업 일부와 공기업들은 제습상품 구매시 성능과 에너지 측면을 전혀 고려치 않은 전자입찰을 통한 저가 구매만을 고집하는 성향이 팽배한 실정이다.
압축공기는 전기의 힘을 이용해 얻을 수 있는 고가의 에너지이며 전기는 곧 수입에너지인 현 시점에서 획기적으로 에너지를 절감할 수 있는 압축공기시스템의 적용이 기업의 경쟁력을 확보해 나갈 수 있다는 것이 전문가들의 지적이다.


　▲ 에어드라이어의 운전경비

압축공기를 제조현장에 사용함에 있어 그 용도도 특성에 따라 다양한 종류의 제습장치(에어 드라이어)가 있으며 기술적인 특성을 고려한 드라이어 선정으로 에너지를 효과적으로 절감할 수 있다.
또한 공기 압축기(Oil Free)의 특성에 따라 압축열을 이용한 초절전 에어드라이어를 비롯해 어떤 공기압축기에도 적용이 가능한 히터외장형 에어드라이어의 PPR-System은 현재 LG화학을 비롯한 국내 업체의 에너지 절감에 지대한 역할을 하고 있다.
예를 들어 압축공기 유량이 10,000 N㎥/hr 사용압력 7.0 kgf/㎠일 때 흡착식 에어드라이어의 일일(24Hrs)전력비는 도표와 같이 비교할 수 있다.
　위와 같이 흡착식 에어드라이어는 시스템 적용에 따라 매우 많은 비용을 절감할 수 있으며 1대당 년간 1억원 이상의 비용절감 효과를 얻을 수 있다.
상기 ITEM중 신개발품 두 가지를 간략하게 설명하면 다음과 같다.
첫째, 압축열 이용 순환재생식은 공기 압축기 중 Oil Free Screw 및 Turbo Compressor 등 무급유식에만 적용할 수 있으며 흡입공기를 압축시 생기는 고온을 흡착식 드라이어의 흡착제 재생에 이용, 별도의 전기히터를 사용하지 않고 완벽하게 재생하는 방식으로 타 형식에 비해 최고 80%까지 에너지를 절감할 수 있다.
흡착제로는 낮은 온도에서도 재생이 가능한 Sorbead를 사용하며 토출온도가 130℃ 이하인 경우에는 Boosting Heater를 사용할 수 있다.
이 방식은 현재 타 형식을 사용하는 제습장치를 교체하여 설비보완할 수 있어 Turbo Compressor와 Oil Free Compressor를 사용하고 있는 제조업체에 밝은 뉴스가 되고 있다.
둘째, 히터외장형 흡착식드라이어에서 재생에어와 전기히터의 전력비를 절감할 수 있는 PPR-System 제어장치이다.
PPR-System은 아래도표와 같이 2.5Hr 히터 가동시 30분 Heating 및 purge, 30분 Hold하며 Hold시 Heater가 가동되지 않으며 purge Air도 발생치 않고 완벽한 재생을 할 수 있다.
이러한 정격부하 제어장치는 55∼65%의 히터전력비 절감은 물론 purge Air Loss를 7%에서 2%대 까지 감소시킬 수 있다. 이 System은 LG화학을 비롯하여 국내유수업체에 설치해 그 우수성을 인정받고 있으며 특허제품으로 우수성과 안정성이 확보된 혁신장치이다.


　▲ ConservAIR시스템의 특징

제습장치를 통해 제습된 공기는 곧바로 현장에 투입되어 제조업무를 수행하게 되며 대부분의 자동화기기 및 관련장치는 4∼5 kgf/㎠의 압력으로도 충분히 작동될 수 있도록 돼 있다.
그러나 대부분의 현장에서는 불필요하게 높은 압력으로 셋팅, 운전되고 있어 에어컴프레샤의 과다한 전력비 지출은 물론 소모품의 교체주기와 수명을 단축시키는 요인으로 새롭게 부각되고 있다.
ConservAIR System은 제습장치 후단에 별도의 저장탱크와 I/C(Intermediate Control)를 설치해 생산현장에서 꼭 필요한 압력을 매우 일정하고 안정되게 공급해주는 세계특허의 에너지상품이다.
이 제품은 미국 등 선진국을 비롯해 많은 나라에서 그 필요성과 우수성을 인정받고 있는 신기술제품으로 차세대 에너지절감에 많은 역할을 할 것으로 보인다.
　지난 2000년 2월부터 충북에 소재한 국내업체의 시간별 압력 변동의 차이를 I/C 설치전후로 비교해보면 다음과 같다.
이와 같이 I/C 설치이전에는 1.9 kgf/㎠의 심한 압력편차로 인한 과소비로 에어컴프레샤 전력비를 낭비했으며 I/C 설치 후 0.0703 kgf/㎠의 안정된 압력을 공급할 수 있었다.
또한 아래 도표를 근거로 이 업체는 약 40%이상의 에너지를 절감할 수 있었으며 공압기기의 수명연장과 불량율 감소 등 압축공기와 관련된 모든 불만을 제거할 수 있는 계기가 된 셈이다.
이렇듯 제조현장에서 꼭 필요한 압력으로 셋팅하여 운전함으로써 쉽게 20%이상의 에너지를 절감할 수 있으며 부가적인 기대효과도 함께 얻을 수 있다.

　▲ 에너지 절감이 산업경쟁력 강화

현재 국내제조업체의 산업설비는 70∼80년대에 설치된 것이 상당하며 에너지를 전혀 고려치 않은 제습장치로 제습능력의 저하는 물론 과다한 전력을 요구하는 비경제적인 드라이어가 대부분을 차지하고 있고 현재도 그 시대를 답습하는 형태로 설비구매에 치중하는 구시대적 발상이 팽배해 있는 실정이다.
결국 불필요한 에너지 낭비가 기업은 물론 국가경쟁력까지도 악화시키는 요인중의 하나라고도 할 수 있는 것이다.
고유가시대를 살아가고 있는 현재 한전의 민영화 등으로 전력요금의 상승이 예상되고 있어 향후 또 한번의 기업홍역을 거쳐야 할 시대적 기로에 와 있는 상황이다.
대부분의 기업들이 경영상의 어려움을 이유로 당장의 압축공기시스템에 대한 설비투자를 미루고 있는 실정이다. 그러나 위기일수록 투자하고 준비하는 경영전략이야말로 미래지향적인 경영마인드라 할 수 있다. 세계기업이 모두 변모하고 있고 순간대응을 적절히 해야 생존할 수 있는 이 시점에서 국내기업은 장기적인 안목을 가지고 당장의 설비투자에 후한 면을 보여야 할 것으로 보인다.