철도연, 열차자동운전 정위치 정차장치 국산화 /“건설연, 2025년형 스마트 환기시스템 개발”

철도연, 열차자동운전을 위한 정위치 정차장치 국산화 개발

대구도시철도 1호선 현장운전 시험 성공, 연구성과 검증 

    한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 나희승)은 대구도시철도공사, (주)혁신전공사와 공동으로 열차자동운전 정위치 정차장치(ATO Berthing 장치, 이하 정위치 정차장치)를 국산화 개발하여 대구도시철도 1호선에서 현장운전 시험을 성공했다.

정위치 정차장치는 열차가 승강장의 지정된 위치에 정확히 정차할 수 있도록 특정 지점에서 신호를 송수신하는 장치이다. 운행 중인 열차는 정해진 거리에 설치된 정위치 정차장치의 신호를 인식하고, 정차지점까지 남은 거리를 판단하여 제동을 하게 된다.

대구도시철도 1호선에서 현장 시험 중인 정위치 정차장치

개발된 정위치 정차장치는 기존 대비 전력효율을 40% 이상 높였고, 정확한 주파수 송신 및 수신 처리 과정을 통해 수명과 동작 안정성을 강화했다.

12월 6일 대구 진천역 신호기계실에서 운행하는 모든 열차를 대상으로 진행한 현장 운전시험에서 오류 없는 정상 작동을 검증했다. 또한, 12월 한 달간 진행 중인 4천여 회 열차 연동시험을 통해 안정적으로 작동함을 확인했다.

정위치 정차장치의 국산화 개발 성공으로 안정적인 대체품 확보 및 추가 수요에 대한 수입대체 등 경제적인 효과가 기대된다.

대구도시철도 1호선의 경우, 정위치 정차장치는 20여 년 전 도입한 해외 제품으로 이미 단종된 상태이다. 예비품 수급과 1호선 연장으로 인한 추가 수요로 국산화 개발이 필요한 상황이다.

<왼쪽부터 철도연 고경준 선임연구원, 이재호 철도연 열차제어통신연구팀장, 혁신전공사 한은택 소장, 대구도시철도공사 안성도 부장, 김길동 철도연 전기신호연구본부장, 김정태 철도연 책임연구원(연구책임자), 대구도시철도공사 안기훈 과장>

연구책임자인 철도연 김정태 박사는 “높은 수준의 국내 디지털 회로 기술을 적용하여 국산화에 성공했다”며 “향후 다른 도시철도 노선 등 이 기술을 적용할 수 있는 분야를 찾아 활용할 계획”이라고 전했다.

철도연 나희승 원장은 “기술개발, 운영, 제작 등 각 분야의 전문 기관이 협력하여 이루어낸 성과”라며, “계속해서 철도 분야 소재·부품·장비의 경쟁력 강화를 위해 기술개발 및 애로기술 국산화 지원 체계를 확대하겠다”고 밝혔다.

철도연

“건설연, 2025년형 스마트 환기시스템 개발”

 

에너지, 미세먼지, 습도를 한 번에 잡는 신개념 환기시스템

      한국건설기술연구원(원장 한승헌, 이하 건설연)이 국내 최초로 에너지 절감, 미세먼지 저감, 제습의 세가지 기능을 탑재하고 있는 2025년형 스마트 환기시스템을 개발했다고 밝혔다. 

2025년부터 모든 신축 공동주택은 의무적으로 제로에너지 건물로 건설되어야 한다. 제로에너지 건물은 에너지소비를 최소화 하는 건축물로, 환기 또한 에너지절약형 환기시스템을 적용하여야 한다.

[그림] KS B 6879 열회수형 환기장치 시험결과 및 시험 장면/건기연

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건설연 녹색건축연구센터 조동우 박사 연구팀은 사물인터넷(IoT)이 융합된 에너지절약형 열 회수 환기시스템을 개발하였다. 겨울철 실내온도가 22℃, 외기온도가 0℃일 때 환기를 할 경우 시스템을 통해 외기온도가 약 18℃로 가열이 되어 실내로 들어오게 된다. 이를 통해 약 80%의 난방에너지가 절감되며, 여름철에도 같은 원리로 냉방에너지가 절감된다.

또한, 1차 불순물을 제거해주는 프리필터, 냄새를 잡아주는 탈취필터, 미세분진을 잡아주는 헤파필터(high efficiency particulate air filter)의 3단 조합으로 미세먼지를 걸러낸다.

시험 결과, 미세먼지 청정화능력이 3.91㎥/min, 포름알데히드 등 유해가스 제거(탈취) 효율이 평균 81%로, 이는 30㎡ 정도의 공간에 대하여 공기청정기 수준으로 공기정화를 할 수 있다는 의미이다. 실증주택 실험에서 초미세먼지 레벨을 90㎍/㎥에서 35㎍/㎥까지 낮추는데 약 30분의 시간이 소요되었다.

실증주택에서의 환기성능 실험 결과

[그림] 실별 제어 및 모드 변환을 통한 동력절감효과 (좌: 환기모드, 우: 통풍모드)/건기연

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습도가 높은 공간에 대하여 제습할 경우, 하루 10리터 정도를 제습할 수 있다(제습기 표준운전조건, KS C 9317). 환기가 필요한 공간만 선택 환기가 가능한 제어 시스템은 거주자의 생활패턴에 따라 최소의 에너지로 최적의 거주환경을 유지할 수 있게 한다.

실외기가 설치되는 발코니 공간에서 공기청정 및 제습이 이루어지기 때문에 실내에서는 소음이 거의 발생하지 않는다. 또한 계절, 공기질, 내·외부 온도 별로 자동 환기 모듈을 탑재하여 센서가 감지한 데이터에 따라 자동 운전된다. 초기 단 한 번의 조작으로 1년 내내 쾌적한 실내환경을 누릴 수 있다. 이와 같은 에너지절약형 스마트 환기시스템이 보급될 경우 국내에서 연간 10만톤 이상의 온실가스 감축효과가 예상된다.

연구책임자인 건설연 조동우 선임연구위원은 “스마트 환기시스템은 최소의 에너지 소비로 최적의 실내 공기환경을 제공하여 국민 거주환경의 질을 높여주는 기술이 될 것”이라고 밝혔다.

건기연

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