해피프리즘 01 - 이달의 엔지니어상 4월 수상자
이달의 엔지니어상은 산업현장에서 기술혁신을 통하여 국가경쟁력 및 기업의 발전에 크게 기여한 우수 엔지니어를 발굴·포상하는 상입니다.
열교환기의 고효율화 및
대체재료 개발
LG전자(주) 이한춘 수석연구원은 10년간 공조용 에어컨에 적용되는 열교환기의 고효율화에 전념해 온 엔지니어이다.
공조용 에어컨에 적용되는 공랭식 열교환기의 주요 구성품인 알루미늄 핀과 구리 튜브의 고효율화 설계를 통하여 원소재 소요량을 저감하고, 튜브 소재로 많이 적용되어 온 구리를 알루미늄 소재로 개발함으로써 원재료비를 저감하여 제품의 수익성 확보 및 기술경쟁력 확보에 기여한 공로를 인정받았다.
1. “에어컨용 열교환기 고효율화 기술”을 개발하셨는데, 이 기술은 어떤 기술인가요?
열교환기는 공기와 냉매가 열을 교환하는 장치입니다.
에어컨에서 실내온도를 낮추기 위해서 실내 증발 열교환기 튜브 내부에 실내공기 온도보다 낮은 온도로 냉매를 순환하게 하여 공기로부터 열을 냉매로 전달하여 실내를 시원하게 해주게 됩니다.
또한, 실내에서 열을 빼앗은 냉매가 실외 응축 열교환기에서 열을 실외로 방출해 주기 위해서 냉매의 온도가 여름철 높은 실외공기 온도보다 더 높아야 합니다.
냉매의 온도를 인위적으로 높여주기 위해 압축기를 사용하게 되는데, 이 과정에서 많은 전기소모가 발생하게 됩니다.
실외 응축 열교환기의 효율이 높을수록 낮은 응축온도에서도 필요한 열교환을 할 수 있게 됩니다. 응축온도를 낮게 유지하게 되면 압축기가 적게 운전해도 되기 때문에 전기소모량을 절감할 수 있게 됩니다.
따라서 가능한 한 적은 온도차에서도 동일한 열교환을 할 수 있게 해주기 위한 열교환기의 고효율화는 에어컨 제품의 고효율화와 직접적인 연관이 있는 기술이라고 할 수 있습니다.
2. 본 기술의 특징은 무엇인가요?
첫번째는 튜브 내측으로 흐르는 냉매의 열전달율을 향상시키기 위해서 튜브 내측의 나사산 형상 설계를 최적화하여 효율 향상이 가능한 고효율 튜브를 개발하였고, 열교환기 튜브에 사용되는 재질을 구리에서 알루미늄으로 변경하여 개발함으로써 재료비를 20% 이상 절감할 수 있도록 하였습니다.
두번째는 공기측 유동을 교란하여 공기와 핀 표면 사이의 열교환 효율은 우수하면서 서리의 성장은 지연시키기 위한 고효율 착상지연 핀을 개발하였습니다.
또한 열교환기 핀의 고효율화를 통하여 핀 소재로 사용되는 알루미늄의 양을 18% 절감할 수 있게 되었습니다.
3. 본 기술이 관련업계나 시장에 어떤 영향을 미칠 것으로 생각하시나요?
공조업계에서 최초로 시도된 원형관 열교환기 튜브의 알루미늄화는 향후 친환경적인 측면에서 타 업체의 열교환기 알루미늄화에 큰 영향을 미칠 것으로 보이며, 이와 관련된 성능 및 신뢰성 관련된 활발한 연구가 진행될 것으로 생각됩니다.
4. ‘이달의 엔지니어상’ 수상 소감을 말씀해 주세요.
먼저 오랜 시간동안 같이 해준 동료 연구원들과 사랑하는 제 가족에게 감사드립니다.
지금도 묵묵히 연구개발에 힘쓰고 계시는 엔지니어분들이 많습니다. 이 분들의 크고 작은 성과들이 소속회사와 우리나라의 경쟁력 확보에 이바지하고 있다고 생각합니다.
우리 엔지니어가 항상 보람을 느끼며 일을 할 수 있도록 연구개발 환경이 지속적으로 개선되어 나갔으면 좋겠습니다.
LTE 펨토셀·BSE 자체 개발 및
세계 최대 규모로 상용화
(주)이노와이어리스 지승환 부문장은 지난 15년간 이동통신 시험·계측 솔루션 개발에 전념하는 과정에서 자체 개발한 LTE 펨토셀을 국내 이동통신 사업자를 통해 세계최대 규모로 상용화 하는 데 성공했다.
또한 전량 수입에 의존하던 LTE BSE(Base Station Emulator)를 개발하고 혁신적인 생산공정을 도입하여 2010년 이후 약 150억원 규모의 수출효과를 발생시키는 등 우수 연구개발 실적은 물론 다수의 지식재산권(국내·외 특허 41건) 확보에도 성공하여 대한민국 이동통신산업 생태계 발전에 기여한 공로를 인정받았다.
1. “LTE 펨토셀”을 자체 개발 및 세계최대 규모로 상용화 하는 데 성공하셨는데, 이 기술은 어떤 기술인가요?
펨토셀(Femtocell)은 소형 기지국을 의미하며, 기존의 이동통신 서비스를 제공하는 기지국을 소형화하여 WiFi AP(Access Point)와 유사한 규모로 설치·운영 가능하도록 한 것입니다.
소형 기지국이라고 해도 기존의 매크로 기지국(Macrocell)과 동등한 성능의 데이터를 처리하며, 기지국과 사업자의 네트워크를 연결하는 방식도 일반적인 공용 인터넷 망을 사용할 수 있습니다.
LTE 펨토셀은 기지국의 모든 구성요소를 포함하는 매우 기술집약적이고 최적화된 시스템이라고 할 수 있습니다.
2. 본 기술의 특징은 무엇인가요?
기존 기지국은 대용량, 고출력의 장비를 이용하여 자체의 가격이 높아지고, 설치·운용 비용도 커지게 되며, 하나의 기지국이 1인당 요구되는 서비스를 커버하기에는 어려움이 있습니다.
하지만 LTE 펨토셀은 소프트웨어와 하드웨어 가속기가 결합된 소수의 칩을 사용하여 구성되므로 가격을 상당히 낮출 수 있으며, 이미 설치·운용 중이거나 설치비용이 저렴한 공용인터넷 망을 사용할 수 있으므로 기지국의 설치비용도 절감할 수 있습니다.
다수의 펨토셀을 운용하면 1인당 할당되는 무선 자원을 늘려 사용자에게의 고속, 고품질의 서비스 제공에도 유리합니다.
3. 본 기술이 관련업계나 시장에 어떤 영향을 미칠 것으로 생각하시나요?
향후 수년내 이동통신을 사용한 데이터 사용량이 수백~수천배 증가할 것으로 전망되고 있으며, 낮은 비용으로 빠르게 이동통신 네트워크를 구축하여 제공할 필요성이 증가하고 있습니다.
펨토셀의 도입은 이와 같은 필요성을 만족시키기에 적합한 해결책이 될 수 있으며, 특히 인구밀도가 높고 디지털 기기의 사용도가 높은 선진국을 중심으로 펨토셀의 도입이 본격화될 것으로 예상됩니다.
현재 국내외에서 펨토셀 도입의 성과가 가시화되고 있어 이와 같은 추세가 향후 2~3년내에 확산될 것으로 생각됩니다.
4. ‘이달의 엔지니어상’ 수상 소감을 말씀해 주세요.
본 연구개발 성과는 동료 연구원들과 함께 이룬 것이라 저 개인으로 상을 받은 것에 죄송스럽고 더 책임감을 갖게 되는 것 같습니다. 좋은 성과를 낼 수 있도록 여건을 만들어주시고 이끌어주신 사장님, 연구소장님께도 감사드립니다.
또 십수년간 일에 묻혀 지내는 남편을 내조하느라 고생한 집사람에게 고맙고 미안한 마음을 전합니다.
앞으로 이와 같은 상이 계속적으로 훌륭한 엔지니어분들께 돌아갈 수 있었으면 좋겠습니다.