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본 사례는 주조 공장의 기존 항온항습기의 높은 에너지 소비와 부족한 습도 제어 문제를 해결하기 위해 히트파이프 열회수 및 인버터 온도조절 제습 기술을 적용했습니다. 설비는 25℃/45% 환기 조건에서 운전되며, 히트파이프 예냉, 심냉 제습 및 무에너지 재열을 통해 낮은 노점 습도 제어와 현저한 에너지 절감을 실현합니다.
145 → 11.7 kW
시스템 운전 전력 |
100만+
연간 전기요금 절감 |
60% → 98%
제품 수율 향상 |
10.3 / 16
냉방 COP / 종합 COP |
히트파이프 열회수식 인버터 온도조절 제습기 |
현장 제어 및 운전 인터페이스 |
01 | 고객 페인포인트 및 프로젝트 배경
- 기존 항온항습기는 냉수로 온도를 낮춰 제습하고 전기히터로 재열하여 온·습도를 제어하므로 에너지 소비가 높으며, 2단 펌프 운전으로 인한 추가 유지보수 비용도 발생합니다.
- 고객의 신제품은 더 낮은 습도를 요구하지만 기존 설비로는 25℃/35%RH를 안정적으로 달성하기 어려웠으며, 양품률은 60%에 불과했습니다.
- 프로젝트에는 냉열 회수 기능이 있는 인버터 수냉식 온도조절 제습기를 적용하여 운전 전력을 낮추고 습도 균일성을 높이며 제품 수율을 개선하는 것을 목표로 했습니다.
02 | 방안 비교 및 에너지 절감 효과
10,000 m³/h, 환기 25℃/45% 조건에서 기존 냉수 방식과 2단 열회수 방식을 비교했습니다:
방안별 비교 10000CMH 환기 25℃/45%
| 명칭 |
제습량 |
냉방량 |
전기히터 |
총 전력 |
연간 소비전력량 |
| 냉수+전기히터 승온 |
26kg/h |
117kW |
96kW |
145kW |
1,270,200 |
| 인버터 냉방+응축열 회수 |
46kg/h |
96kW |
0 |
19.2kW |
168,192 |
| 인버터 냉방+냉열 회수+응축열 회수 |
46kg/h |
96kW |
0 |
11.7kW |
102,492 |
개조 후 시스템 운전 전력은 145kW에서 11.7kW로 감소했습니다. 기존 냉수+전기히터 방식 대비 시간당 약 120kWh를 절감하며, 기존 고에너지 소비형 로터 제습 방식 대비 시간당 약 130kWh를 절감하여 연간 전기요금이 100만 위안 이상 절감됩니다.
03 | 고객 실측 데이터
고객은 2025년 11월 27일 만부하 운전 테스트를 실시하여 히트파이프, 표면냉각기, 압축기 및 송풍 측의 온·습도와 에너지 회수 데이터를 중점 기록했습니다.
히트파이프 열회수식 인버터 제습기 실측 데이터
| 시간 |
냉각2
Δt（℃） |
승온1
Δt（℃） |
승온2
Δt（℃） |
엔탈피차
A3B3（kJ/kg） |
엔탈피차
B3C3（kJ/kg） |
엔탈피차
C3D3（kJ/kg） |
엔탈피차
D3E3（kJ/kg） |
예냉량
（kW） |
냉방량
（kW） |
예열량
（kW） |
난방량
（kW） |
냉방COP |
냉방·난방COP |
| 2025/11/27 7:30 |
13.9 |
12.9 |
10.1 |
7.72 |
25.03 |
-16.29 |
-7.095 |
43.9 |
142.3 |
-92.7 |
-40.4 |
10.1 |
17.3 |
| 평균값 |
11.1 |
10.9 |
8.1 |
10.3 |
19.8 |
-12.0 |
-5.5 |
38.9 |
82.6 |
-50.2 |
-22.8 |
10.2 |
16.0 |
양산 부하 테스트
테스트 조건: 제습실 만부하, 산업용 팬 전부 병렬 연결 및 최대 출력 가동, 제습실은 현장 상태 유지.
테스트 목적: 만부하 제습 능력, 한계 습도, 양산 조건에서의 설비 COP 및 제습실 온·습도 균일성 검증.
테스트 방법: 최대 풍량 17,354m³/h, 최소 풍량 10,412m³/h로 설정하고 설비 외부 순환 예열 10분 이상 실시; 모든 순환 팬을 켠 후 풍밸브를 연결하여 작업장 네 모서리와 구역 5개 지점의 온·습도를 비교; 동시에 1배치의 볼 조인트 2층부터 6층까지의 데이터를 통계 처리.
만부하 조건 실측 데이터
| 테스트 시간 |
설정 온·습도 |
실내 온·습도 |
예냉 온·습도 |
심냉 온·습도 |
예열 온·습도 |
송풍 온·습도 |
전력 |
만부하 자재 냉방 COP |
11/26–11/27
16:30–21:00 |
25℃；40% |
24.2℃；43.9% |
12.7℃；75.2% |
2.1℃；95.3% |
15.0℃；51.7% |
25.1℃；21.4% |
18.4 kW |
10.1 |
테스트 구간 평균 데이터
| 온도 편차 |
습도 편차 |
평균 온·습도 |
평균 풍량 |
평균 제습 속도 |
냉열 교환기 비율 |
평균 전력 |
종합 냉방 COP |
| 0.22%（±0.22%） |
0.28%（±0.60%） |
25.4℃；40.9% |
12,283 m³/h |
33.8 min |
32% |
12.2 kW |
10.3 |
양산 부하 테스트 공기 처리 경로 |
비고: 만부하 시간대는 11월 27일 07:30입니다. 제습 효율은 설비 구조, 방열 효율 및 작업 방식의 영향을 받으며, 데이터는 해당 배치 볼 조인트의 제습 효율을 반영하기 위한 것입니다.
04 | 핵심 제품 특징
- DC 인버터 기술을 적용하여 최저 3~5℃ 노점 온도를 구현할 수 있습니다.
- 히트파이프식 열교환기는 열전도율이 높아 열회수와 결합하면 냉방 부하를 현저히 낮출 수 있습니다.
- 기존 사례에서 25℃/45% 흡입 공기 조건, 10,000m³/h 풍량 시 약 54kW의 냉방량을 회수할 수 있습니다.
- 저습 에너지 절감 운전으로 환기 습도를 30%@25℃까지 제어할 수 있습니다.
- 자체 개발한 DDC 컨트롤러와 터치스크린을 적용하여 다중 적응형 알고리즘 조절을 지원합니다.
- 30%@25℃ 조건에서 고에너지 소비형 로터 제습기를 대체할 수 있으며, 에너지 소비는 로터 방식의 10% 미만입니다.
- 휴대폰 APP 원격 모니터링, 원격 OTA 업그레이드 및 글로벌 원격 유지보수를 지원합니다.
- 압축기 폐열을 이용한 응축열 회수 재열로 전기히터를 줄이거나 대체합니다.
- 온·습도를 동시에 제어하여 한 대의 설비로 기존 공조기와 제습기의 기능을 모두 수행할 수 있습니다.
원격 OTA 업그레이드
고객 설비는 겨울에도 냉방이 필요하며 실외 온도는 0℃ 미만입니다. 기술팀은 내부 논의 후 신속히 방안을 제시하고 3시간 이내에 OTA 업그레이드를 완료하여 설비의 지속적이고 안정적인 운전을 보장했습니다.
겨울철 냉방 시나리오 원격 OTA 업그레이드 |
원격 제어 및 운전 모니터링 |
05 | 설비 원리 및 히트파이프 기술
설비는 히트파이프와 압축기 시스템이 협력하여 공기의 예냉, 심냉, 재열 및 송풍을 완료하며, 전체 온도·습도 조절 과정에서 전기히터 투입을 최소화합니다.
- 무에너지 히트파이프 열회수기를 사용하여 공기를 약 15℃까지 예냉합니다.
- 압축기 냉매로 심냉하여 공기를 약 2℃까지 냉각시켜 공기 중 수분 함량을 현저히 낮춥니다.
- 히트파이프 열회수기를 이용하여 공기를 15~18℃까지 예열합니다.
- 압축기 폐열을 회수하여 재열하고 송풍 온도를 25~35℃까지 높여 건조실의 열량 요구를 충족합니다.
- 예냉, 예열 및 재열 과정은 모두 무에너지 열회수 기술로 완료됩니다.
히트파이프와 압축기 협력 공기 처리 흐름 |
히트파이프란?
히트파이프는 열전도 성능이 높은 열전달 부품으로, 내부 작동 유체가 냉·열 양단에서 상변화 과정(증발과 응축)을 통해 열을 효율적으로 전달합니다.
- 고효율 열전도: 열전도 능력이 대부분의 고체 금속보다 훨씬 높습니다.
- 수동식 운전: 외부 동력이 필요 없이 자체 물리 과정으로 작동합니다.
- 빠른 열응답: 열원에서 방열단으로 열을 신속히 전달할 수 있습니다.
- 응용 분야: 반도체 방열, 항공우주, 고효율 에너지 절감 공조 및 제습 시스템 등 고방열 요구 시나리오에 적합합니다.
히트파이프 열교환 원리 |
히트파이프와 일반 재료의 열전도율 비교
히트파이프와 일반 재료의 열전도율 비교표
| 재료 |
열전도율W/(m*k) |
| 히트파이프 |
5,000-100,000 |
| 은 |
429 |
| 구리 |
401 |
| 알루미늄 |
273 |
| 순철 |
80 |
| 스테인리스304 |
14 |
06 | 실측 성능 및 운전 데이터
고객 실측 냉방 COP는 9.5, 종합 COP는 19입니다. 시스템은 여러 에너지 절감 기술을 통합하여 공정 온·습도를 유지하면서 운전 비용을 낮춥니다.
고객 현장 연속 운전 데이터 곡선 |
2025/6/4 운전 데이터 상세
샘플링 구간은 2025년 6월 4일 19:10–19:43이며, 19:15는 기록이 없습니다. 전체 운전 데이터는 다음과 같습니다:
| 시간 |
환기 온도
（℃） |
환기 습도
（%） |
히트파이프 냉각측
|
표면냉각기 온도 |
심냉 온도 |
히트파이프 승온측 |
출풍 온도 |
압축기 전력 |
압축기 고압 |
열에너지 회수량
（kW） |
| 2025/6/4 19:10 |
25 |
44.8 |
13.6 |
4.2 |
3.2 |
20 |
38.5 |
10.1 |
23.7 |
52.614 |
| 2025/6/4 19:11 |
25 |
44.9 |
13.7 |
4.3 |
3.2 |
20.2 |
39 |
10.2 |
24.2 |
52.947 |
| 2025/6/4 19:12 |
25.1 |
44.9 |
13.7 |
4.4 |
3.2 |
20.4 |
38.8 |
10.5 |
25.4 |
53.28 |
| 2025/6/4 19:13 |
24.9 |
44.7 |
13.4 |
3.4 |
3 |
19.6 |
37.2 |
10.3 |
23.7 |
53.946 |
| 2025/6/4 19:14 |
24.9 |
44.9 |
13.9 |
4 |
3.2 |
19.4 |
37.2 |
9.6 |
22.3 |
51.282 |
| 2025/6/4 19:16 |
24.9 |
45.2 |
14.3 |
5.1 |
4 |
19.8 |
37.8 |
10 |
23.3 |
48.951 |
| 2025/6/4 19:17 |
25 |
45.1 |
15.2 |
6.1 |
4.6 |
19.6 |
37.5 |
10.4 |
23.6 |
44.955 |
| 2025/6/4 19:18 |
25 |
44.9 |
15. |
|
