첨단산업의 기초 ‘CR·DR’의 품격을 높이다 

전 세계적으로 반도체 대란이 발생하고 있다. 1970년대에 석유 파동으로 전세계가 혼란을 겪었다면, 오늘날은 반도체 공급 부족으로 인한 경제적 혼란이 발생하고 있다. 반도체 생산 강국인 대한민국 K-반도체에 각국의 시선이 집중되는 이유다. 본지는 첨단 산업을 안정적으로 운영하기 위한 ‘클린룸’ ‘드라이룸’ 기술을 살펴보고자 한다. /편집자 주

LG전자, 시스템에어컨 기반의 인버터 기술 적용해 부하 대응 
에너지 다소비 설비 ‘CR·DR’의 전력소비량 줄여 운영비 절감

클린룸 내부.
클린룸 내부.

◇ 클린룸·드라이룸 시장 성장세
최근 전세계적으로 반도체 산업과 배터리 산업이 꾸준히 성장하고 있다. 그 반사효과로 클린룸(CR)·드라이룸(DR) 시장도 덩달아 시장 확대가 이뤄지고 있다. 

이러한 시장 확대에 LG전자도 분주하게 움직이고 있다.  사실 LG전자는 클린룸 분야의 후발주자다. 그럼에도 기존에 보유한 기술을 활용해 빠르게 시장을 파고들었다.

LG전자의 첫 클린룸 공사는 지난 2009년 7월 LS산전의 FRID 클린룸 확장공사다. 이후 2010년 3월 총합공조가 LG그룹 4대 신성장 동력의 일환으로 선정되면서 본격적으로 확대됐다.

2014년 8월에는 본격적인 CR·DR 전문팀이 구성돼 2022년 현재 현대모비스 수소연료전지 스택공장 클린룸 공사에 이르기까지 매년 성장을 거듭해 오고 있다. 

◇ 다양한 포트폴리오로 시장 공략
LG전자는 각 산업군별로 적합한 다양한 공조 솔루션을 지속적으로 개발 공급하고 있다. 차별화된 가치를 제공함으로써 시장 점유율을 지속 확대하겠다는 계획이다. 

실제로 LG전자의 클린룸·드라이룸 공조시스템은 하나의 장비를 공급하는 것이 아니라 종합공조시스템의 모습을 띄고 있다.  

대표적인 기술은 인버터 압축기 기술이다. 주로 산업용인버터CDU (Condensing unit)에 적용된다.  

소규모 산업용 공조설비의 경우, 직팽방식의 공냉식 실외기를 적용하는 경우가 일반적이다. 투자비 절감을 위해서다. 

기존 실외기는 주로 정속형을 사용하는데, 부하 변동에 따른 용량제어가 불가능한 단점이 있으며 또한 간절기 또는 룸(Room) 내부의 부하가 적은 경우 과도한 운전으로 인해 저압발생 및 코일 적상 발생으로 운전 중 고장이 발생하는 경우가 빈번하다.

이로 인한 장비의 수명이 줄어드는 문제가 발생할 수 있다. 

LG전자는 품질과 성능이 검증된 시스템에어컨의 핵심 기술에 기반한 산업용 인버터 CDU  개발에 성공했다. 인버터 기술을 적용한 압축기로 부분부하 시 효율을 향상시켜 기존 정속형 CDU의 단점을 극복한 신제품을 시장에 선보였다.

클린룸 주요 구성.
클린룸 주요 구성.

◇ 최적 제어 통한 에너지 비용 절감 
LG전자의 인버터 기술과 더불어 또 하나의 경쟁력은 바로 제어 기술을 통한 에너지 비용 절감이다. 에너지를 다소비하는 제조설비인 클린룸, 드라이룸에서 전체 소비 전력의 40%가 공조에 사용되는 만큼 제어기술은 운영비 절감의 중요한 요소이다.

공조냉동시스템의 효율화는 에너지 소비에 따른 운영비 절감과 온실가스 저감을 위한 필수적인 요소라고 LG전자는 강조했다. 

공조냉동시스템 효율화를 위해서는 기획 단계에서부터 에너지관리 차원의 설비 및 설비계통 선정과 운영방안을 검토해 시공하는 것이 LG전자의 특징 중 하나다. 그 결과, 스마트기술을 적용한 비콘(BECON)  솔루션을 통해 안정적 클린룸 운영과 효율적인 에너지관리를 지원한다. 

비콘을 통해 수집된 다양한 데이터는 설비의 비정상 에너지소비 여부를 판단하고 효율을 분석해 운영자에게 가시화 및 경보를 통해 상태정보를 전달한다.

또 데이터 분석기술을 사용한 냉동에너지 최적 용량제어 및 공조에너지 최적화 설정 제어를 통해 냉동계통과 공조계통의 에너지 절감을 최대화 할 수 있다.

◇실제 현장에 최적화한 솔루션 제공
LG전자는 실제 현장에 최적화한 솔루션을 제공함으로써 설계값과 근접한 에너지 소비가 가능하도록 지원한다. 설계 데이터를 기반으로 시공 전 실제 가동 시 예상되는 운전 상태를 실제 환경과 유사한 3D 모델링으로 제작해 시스템 설치 시 예상되는 기류, 온도 및 소음을 예측하고 이를 시공에 반영해 현장에 최적화했다. 

LG전자는 모든 설비를 준공 당시부터 TAB를 통해 최적화된 운전 조건을 설정해 시간의 경과에 따라 다양한 데이터값을 축적해 효율적인 운전방안을 제시하는 인공지능형 솔루션을 제공한다. 

LG전자 관계자는 “2차 전지, 반도체, 디스플레이 시장이 활성화됨에 따라 클린룸과 드라이룸에 대한 요구가 증가하고 있다”며 “이러한 수요 신장에 발 빠르게 변화에 대응하고, 포스트 코로나 시대에도 지속적으로 영향력을 확대해 나아가겠다”고 말했다. 

저작권자 © 기계설비신문 무단전재 및 재배포 금지