[더구루=오소영 기자] 서울 강서구 마곡에 자리잡은 LG사이언스파크는 전자, 화학, 바이오, 소프트웨어, 통신 등 LG의 다양한 분야의 연구개발(R&D) 인재가 모여 미래 혁신을 선도하는 종합 연구단지다. 축구장 약 25개 크기인 17만 여㎡(약 5만3000평) 부지에 건설된 26개 연구동으로 이뤄졌다. 연구동의 연면적은 111만 여㎡(약 33만5000평)이다.

이 거대한 연구단지의 냉난방을 책임지는 핵심 설비는 바로 LG전자의 냉난방공조(HVAC) 시스템이다. LG사이언스파크 내에는 LG전자가 자체 개발한 칠러(냉동기), 빌딩 관리 시스템(BMS)을 포함해 LG전자 자회사인 에이스냉동공조의 공기조화기(AHU), 터미널 유닛(ATU) 등이 설치돼 직원들이 쾌적한 환경에서 업무에 임할 수 있도록 도와준다.

LG사이언스파크 W5동 지하 3층에 위치한 메인 기계실에 들어가면 냉방 시스템의 생명줄로 불릴 만큼 중요한 역할을 하는 칠러가 설치돼 있다. 이곳에는 터보 칠러, 스크류 칠러, 흡수식 칠러 등 총 3가지 유형의 칠러가 8대 배치돼 있고, 각 칠러의 특장점을 최대한 활용해 안정적이고 효율적인 냉방을 공급한다.

칠러는 쉽게 말해 물을 차갑게 만드는 장치다. 칠러 안에서 냉매가 '압축-응축-팽창-증발'의 4단계 냉동 사이클을 거치면서 물을 차갑게 만든다. 이렇게 생성된 차가운 물은 건물 내부를 순환하며 열교환기를 통해 건물에 시원한 공기를 공급한다. 냉기를 공급하고 열기를 흡수한 물은 다시 칠러로 돌아와 냉매로 인해 차가워진다.

기계실에 설치된 칠러 중 가장 먼저 눈에 띈 제품은 터보 칠러다. 이 제품은 고성능 터보 압축기를 사용해 에너지 효율을 극대화한 칠러다. 중대형 빌딩, 상업 시설, 산업 시설 등 대규모 공간에 적합하다. 고객의 요청에 따라 용량을 조절해 생산할 수 있고, 이 공간에 설치된 제품의 경우 칠러 한 대당 18평형 스탠드에어컨 400대 정도의 냉방 능력을 가졌다.

LG전자 터보 칠러는 고효율 2단 압축 싸이클을 적용해 KS인증 기준 냉난방성능계수(COP, Coefficient Of Performance)가 업계 최고 수준인 6.25로 에너지 효율이 매우 뛰어나다. 또 친환경 냉매인 R-134a를 사용하며, 국내 최초로 美 냉동공조협회 AHRI(Air-Conditioning, Heating & Refrigeration Institute) 인증, 북미 ETL(미국전기시험연구소, Electrical Testing Laboratories) 안전인증을 받는 등 제품 신뢰성이 높다.

터보 칠러의 맞은 편에는 압도적인 크기의 흡수식 칠러가 3대 설치돼 있다.  이 제품의 크기는 가로 6.8미터, 세로 4.5미터, 높이 4미터. 바다에서 가장 큰 돌고래인 범고래의 평균 크기가 6m인데 이와 비슷한 수준이다.

흡수식 칠러 역시 대형 건물의 냉방을 위해 많이 사용된다. 지역난방에서 발생한 폐열이나 중온수를 열원으로 사용해 냉매를 순환시키는 방식으로 동작한다. 재생에너지를 사용함으로써 다른 칠러 대비 전기 사용량이 적고 탄소 저감 효과가 뛰어나다. 인버터 제어 기술을 적용해 에너지 효율이 국내 최고 수준인 COP 0.7로, 고효율 기자재 인증도 획득했다.

또 LG사이언스파크의 냉방을 담당하는 제품으로 2대의 스크류 칠러를 접할 수 있다. 중대형 건물에 적합한 스크류 칠러는 스크류 압축기 내 두 개의 나사형 로터(회전하는 톱니바퀴)가 냉매를 압축해 물을 차갑게 만든다. 타사 제품 대비 제품 중량을 최대 29%, 설치 면적을 최대 36% 줄여 공간 효율성이 높다. 특히 스크류 칠러는 저렴한 심야 전기를 활용해 물을 얼리고 다음날 이를 냉열원으로 사용해 전력 절감에 효과적이다.

칠러에서 생성된 차가운 물은 배관을 통해 공기조화기(AHU, Air Handling Unit)로 전달된다. AHU는 건물 안의 공기를 깨끗하고 쾌적하게 관리하는 장치다. 온습도 조절은 물론 공기 순환, 공기 정화 등 기능을 수행한다. 냉방의 경우, 칠러에서 생산된 차가운 물이 AHU 내부의 열교환기를 통해 건물 내부 공기의 열을 흡수해 공기를 냉각시킨다.

이렇게 냉각된 공기는 건물 내 각 공간으로 분배되는 데, 이때 공간 특성과 환경에 따라 공기의 양과 온도를 정밀하게 조절하는 터미널 유닛(ATU, Air Terminal Unit)을 거치게 된다. ATU는 회의실, 실험실, 공용공간 등 다양한 공간에 맞춰 바람의 세기를 자동 조절하며 불필요한 에너지 낭비를 최소화한다.

LG사이언스파크에 설치된 AHU와 ATU는 LG전자 100% 자회사인 에이스냉동공조(ACE 냉동공조)가 생산했다. 에이스냉동공조는 공기조화기 설계 및 제조 분야 전문 기업으로, LG전자의 HVAC 시스템과 완벽하게 연동돼 최적화된 성능을 제공한다.

LG사이언스파크의 공기를 관리하는 복합 공조 장치는 LG전자의 빌딩 관리 시스템(BMS, Building Management System)을 통해 운영된다. LG사이언스파크에는 AI 기반의 스마트 빌딩 솔루션인 LG 비콘클라우드(LG BECON Cloud) 플랫폼이 적용돼 있다. 이 플랫폼은 HVAC 제품을 실시간 모니터링하고 건물 내 온도와 전력 사용량을 분석해 자동 제어함으로써 불필요한 에너지 소모를 줄인다. 또 AI로 고장 발생 가능성을 사전에 예측할 수 있다.

LG사이언스파크는 LG전자 HVAC 시스템의 기술력과 통합 운영 능력을 실증하는 대표 사례다. 터보·흡수식·스크류 칠러에서 차가운 물을 생산하고 에이스냉동공조의 AHU와 ATU를 통해 공기를 정화·제어하며, BMS로 건물 전체를 스마트하게 제어하는 구조다. LG전자의 기술로 연결된 HVAC 통합 솔루션은 고효율·저탄소·사용자 맞춤형 냉난방 환경을 실현하며 빌딩 냉난방 모델의 기준을 제시하고 있다.