미세먼지 ESG솔루션 전문기업 나옴(공동대표 권순박‧박성우)이 데이터센터(DC) 특수필터로 공급하고 있는 뎀크(DEMC)를 국내 대기업이 운영 중인 DC에 적용해 미세먼지 및 에너지저감 성능을 실증한 결과를 공개했다.

세계보건기구(WHO)는 전 세계인구 97%가 미세먼지로 인한 오염된 공기를 마시고 있으며 이에 따라 관련질병을 일으킬 것을 경고하고 있다. 산업시설, 공장, 학교, 병원, 빌딩, 주택 등 모든 실내시설물은 공기를 순환해야 하며 이러한 과정에서 공기 속에 포함된 미세오염물질 정화와 관리가 중요하다.

나옴은 악성먼지가 많은 구역, 재실자가 상주해야하는 곳, 다수 인원이 밀집하는 곳, 분진이 지속 유발되는 곳의 먼지문제를 지속가능한 방식으로 저감해 인류질병을 예방하기 위해 2017년 한국철도기술연구원(이하 철기연) 스핀오프(Spin-off)로 창업했다. 환기가 필요한 모든 시설물에 미세먼지 유입을 차단하는 원천기술 개발을 통해 에너지와 폐기물을 최소화한다는 목표로 사업을 영위하고 있다.

철기연을 포함해 미세먼지분야에서 25년간 연구를 수행해 온 권순박 나옴 대표는 “25년간 축적한 미세먼지 전문기술 노하우를 통해 사용시간이 경과해도 일관된 성능을 가지며 고농도와 다양한 크기의 미세먼지에 모두 대응할 수 있는 특수필터기술을 개발했다”라며 “뎀크기술을 통해 산업시설, 생활공간 미세먼지를 효과적으로 저감하며 AI기반 하이퍼로컬 데이터기술로 에너지사용과 폐기물 발생을 최소화하면서 미세먼지로부터 자유로운 생활을 지원할 것”이라고 밝혔다.

뎀크는 DC에 특화된 공조필터로 기존 필터에 비해 사용시간이 10배 이상 길며 차압감소에 따른 에너지비용 절감이 가능해 운영비용(OPEX)을 줄여준다.

일반적으로 공조기필터 생애주기(Life Cycle) 상 총비용에서 필터 구매비용이 차지하는 비중은 15%에 불과하다. 필터교체에 따른 생산차질 비용이 13%, 인건비 및 폐기비용 2% 등에 비해 필터 차압증가에 따라 송풍에너지가 증가함으로써 발생하는 에너지요금이 70%에 달한다.

권순박 대표는 “먼지처리비용에는 필터교체비용뿐만 아니라 공기를 이송하는 송풍에너지를 반드시 고려해야 한다”라며 “먼지처리비용의 약 70%는 에너지비용으로 필터가 막히면서 추가손실이 증가한다”고 지적했다.

DEMC 특수필터는 급기구 외부유입 먼지를 줄이며 저감효과가 우수하고 유지보수가 필요없는 사용자 요구 맞춤형 프리필터다. 

가장 큰 장점은 교체주기다. 일반적으로 DC 등 산업시설에 적용되는 프리필터는 교체주기가 1~2개월에 불과하며 공단과 같이 산업시설 밀집지역에 위치한 경우에는 1주일마다 교체하는 경우도 있다. 하지만 DEMC는 특수기술‧설계가 적용돼 기본 교체주기가 1년에 달한다.

일반 부직포 필터는 먼지를 표면부착방식으로 포집하므로 쉽게 막혀 차압이 증가한다. 이에 비해 DEMC는 3차원(3D) 집진구조로 공간내 집진방식을 채택해 차압을 최소화하며 포집용량을 증대함으로써 사용시간을 대폭 연장했다. 3D공간 먼지부착방식을 위해 특허등록된 특수 필라멘트 공간배열기술이 적용됐다.

ASHRAE 52.1 중량법 기준으로 포집효율이 90%로 동일한 DEMC와 부직포필터를 비교한 결과 초기압은 각각 9.8mmAq, 10.7mmAq로 나타났으며 말기압은 15.1mmAq, 21.3mmAq로 DEMC가 월등한 성능을 보였다. 초기대비 말기 차압증가량을 기준으로 살펴보면 일반 부직포필터가 10.6mmAq 증가한 것에 비해 DEMC는 5.3mmAq로 기존 필터보다 2배 우수했으며 분진 포집용량 기준으로는 부직포필터 65g대비 DEMC 540g으로 8.3배 월등했다. 필터막힘 정도나 필터수명 척도에서 모두 뛰어난 성능개선을 나타냈다.

동일한 공조기 조건에서 DEMC와 부직포필터의 비용저감 효과를 살펴본 결과 연간 10% 이상 절감효과가 있는 것으로 나타났다. 5만CMH급 공조기 내 필터단면 유속 2.5m/s, 팬가동율 80%, 송풍팬효율 70% 조건에서 동일한 크기의 18개 필터를 적용해 DEMC와 부직포필터를 실험한 결과 연간 △필터교체회수 각각 2회, 24회 △필터비용 360만원, 432만원 △전력소비량 10만9,316kWh, 11만9,254kWh △전기요금 1,749만원, 1,908만원 등으로 나타났다. 즉 필터비용(재료비) 17% 절감, 전기요금 8.3% 저감, 필터교체에 따른 인건비 90% 절감이 가능하다.

제품스펙을 살펴보면 여재는 특허 받은 나일론 및 폴리우레탄 계열 특수소를 3차원 구조화해 사용하며 공조기 적용제품은 표준풍속 2.5m/s, 정격풍량 56㎥, 초기압손 10mmAq 이하다. 외기(OA) 도입용은 풍속 4~5m/s까지 대응가능하다.

DEMC필터 평균 포집효율은 공인시험인 ASHRAE 52.1 중량법 기준 90% 수준을 갖췄으며 제품크기는 600×600×70mm가 표준이지만 상황에 따라 커스터마이징이 가능하다. 새롭게 출시된 제품은 크기가 600×600×50mm로 필터두께가 20mm 줄었으며 초기압손 8mmAq 이하를 만족하고 있다.

DEMC는 다양한 현장에 납품돼 성능을 인정받고 있다. 대기업 통신사 데이터센터, 제약사 바이오룸, 반도체 클린룸, 화학공장, 연구기관, 동물사육시설 등에 설치돼 미세먼지 및 일반먼지 제거성능, 에너지절감 효과 등을 검증했다.

특히 국내 데이터센터에 적용한 뒤 IoT센서를 설치해 차압‧전류‧풍량‧미세먼지 등을 측정한 결과 기존 부직포필터대비 차압 및 전력소비가 5~10% 감소한 것으로 나타났으며 풍량은 5% 이상 증가하는 효과를 보였다.

나옴은 이와 같은 신제품 개발을 통해 △신용보증기금 퍼스트펭귄기업 선정(2018년) △과학기술정보통신부 스마트 SOC사업(2018년) △환경부 스마트버스정류장 사업(2018년) △과기정통부장관상 수상(2019년) △신기술(NET)인증(2020년) △세종시 BRT정류장 사업(2021년) 등 실적을 거뒀다.

권순박 나옴 대표는 “최근 기후위기라는 말로는 부족할 정도로 전 세계에서 기상이변이 발생하고 있어 인명‧재산피해가 심각한 상황”이라며 “이에 따라 사회 전 영역에서 탄소중립과 지속가능성, ESG경영을 반드시 고려해야 한다는 목소리가 높아지고 있으며 실질적인 정책‧제도화가 빠르게 진행되고 있다”고 지적했다.

이어 “이에 더해 글로벌 디지털전환이 화두로 떠오르고 있으며 AI‧5G 등에 대한 기술개발‧상용화 요구가 증가함에 따라 데이터센터, 반도체 클린룸 등의 역할과 수요가 증가하고 있다”라며 “이러한 시설은 높은 수준의 공조시스템 적용을 통한 미세먼지관리는 물론 IT장비의 급격한 전력소모량을 상쇄하기 위한 고효율 솔루션이 필요하다”고 강조했다.

권순박 대표는 또한 “데이터센터에서 요구하는 미세먼지관리와 차압감소에 따른 공조시스템 에너지효율 향상에 적합한 필터솔루션이 DEMC”라며 “DEMC를 통해 시설을 효과적으로 관리할 수 있으며 비용절감은 물론 에너지효율화, 폐기물 재활용, 실내오염물질 제거 등 효과를 바탕으로 ESG경영에도 도움을 줄 수 있다”고 강조했다.