세계적인 데시컨트 냉방기술을 보유한 휴마스터(대표 이대영)는 한국과학기술연구원(KIST)에서 10여년 전부터 연구개발해 온 고분자 흡방습 소재기술을 기반으로 2018년 창업했다.

고분자 흡방습 소재기술은 △2010년 미국 특허등록 △2012년 대통령표창 △2014년 특허기술상 △국제냉동기구(IIR) 우수논문상 △2017년 신기술(NET)인증 및 녹색기술인증 △2018년 국토교통부 장관표창 및 올해의 10대 기계기술 선정 등 국내·외에서 인정받고 있는 세계 최고수준의 기술이다.

이를 적용한 휴마스터의 대표제품인 데시컨트 냉방기기 ‘휴미컨’은 단일기기로 냉방·환기·제습·공기청정이 가능해 100여년 넘게 이어온 에어컨기술의 대전환이 기대된다는 평가를 받고 있다. 최근에는 자금운용사로부터 22억원 규모의 시리즈A 투자를 유치하는 성과를 거뒀다.

창립 이후 3년만에 기업의 전환점을 맞은 이대영 휴마스터 대표를 만나 핵심기술과 그간의 성과, 향후 비전에 대해 들었다.

■ 2020년 성과가 많았는데

‍지난해 휴마스터는 굉장히 바쁘게 일한 만큼 많은 성과를 올렸다. 다른 기업들과 마찬가지로 지난해 코로나19에 따라 대외활동은 어려웠지만 그 시기에 내부역량을 키우는 데 집중했다.

지난해 2월 공장을 설립, ISO 9001 및 14001인증과 Q마크 인증을 획득했다. 또한 8월 중소벤처기업부의 우수성능인증(EPC)을 받고 기술개발제품 시범구매 제품으로 선정됐다. 또한 조달청 벤처나라에 등록했고 특허청 우수발명품 우선구매추천을 받았다. 이와 함께 신제품(NEP)인증을 추진해 현재 사전예고가 진행 중이다.

특히 지난해 서울시와 관련된 성과가 의미있다. 먼저 글로벌 도시들의 코로나19 공동대응을 위해 개최한 ‘CAC(Cities Against COVID-19) 글로벌 서밋 2020’에 참여, 혁신기업으로 전 세계 42개 도시에 소개됐다.

또한 ‘2020년 서울시 300대 유망기업(Seoul’s Deal)’ 및 ‘테스트베드 서울 실증사업’에 선정돼 실질적인 레퍼런스를 확보하는 쾌거를 거뒀다.

테스트베드 서울은 서울시정에 도움이 되는 기업을 발굴해 서울시를 테스트베드로 제공함으로써 실증사업을 진행해 성능을 검증, 혁신기술·제품의 보급을 확산할 수 있는 기반을 만드는 시범사업이다.

1년간 5억원의 실증비용을 제공받아 △서울주택도시공사(SH) 공공주택 마곡엠밸리아파트 1·2·3단지 주민공동시설 △서울시설공단 고척돔 운영팀 사무공간 △서울에너지공사 목동 본사 지상·지하 공동공간 등에 지난 2월 설치를 완료했으며 연말까지 휴미컨을 통한 냉방에너지 절감, 실내공기질 개선 등을 실증할 예정이다.

테스트베드 서울사업은 향후 ‘K-테스트베드’로 확대될 전망이다. 지난해 12월 정부는 ‘2021 경제정책방향’ 발표를 통해 벤처·창업활성화와 신산업 육성을 위해 공공기관이 민간 신기술제품 실증시설을 제공하고 성능확인서 발급 등을 지원하는 K-테스트베드 사업을 추진할 계획을 밝혔다.

휴마스터와 같은 벤처기업은 조달청 등 공공사업 진출을 위해 등록하려면 매출·업력 등 조건이 까다롭고 제품기술력에 비해 브랜드파워가 부족해 사업에 제약이 많은 상황이다. K-테스트베드와 같은 사업은 기업은 작지만 우수한 기술제품의 판로를 개척해줄 수 있어 고무적이다.

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‍■ 사업목표인 ‘에어컨기술의 전환’은 어떤 의미인가

현재 에어컨의 핵심기술로 사용되는 공기조화기술은 1902년 윌리스 캐리어(Willis Carrier)가 발명한 것이다. 당시 그는 습도를 낮추기 위해 이 기술을 개발했으며 이를 위해 온도를 낮춤으로써 실내 고온·다습으로 인한 산업공정 제약이나 쾌적성 저하 문제를 해결하고자 했다. 냉매를 차게 해 이슬점 이하 온도를 만들면 공기가 지나가면서 습기가 물이 돼 배출하는 원리다.이러한 에어컨기술은 현재도 유용하게 쓰이지만 습도를 제어하기 위해 과도한 온도강하가 필요하다는 단점이 있다. 여름철 에어컨 가동 시 실내를 과냉해 냉방병을 유발하게 되는 반면 가동을 중단하면 금세 불쾌해진다. 이는 냉방을 통해서는 실내 습기가 충분히 제거되지 않음을 의미한다.

실제로 여름철 실내쾌적성에는 습기가 온도보다 더 중요한 영향을 미친다. 연중 쾌적성이 높아 에어컨시장이 작은 지중해성 기후권의 도시들도 6~9월 온도분포는 서울과 유사하다. 반면 같은 기간 상대습도에는 확실한 차이가 있다. 서울은 7~8월 상대습도가 80% 이상 높아지는 반면 아테네의 경우 오히려 40~50%로 전월보다 낮아지는 경향을 보인다.

기존 에어컨기술로 지중해 도시들과 같은 수준으로 습도를 낮추려면 15℃ 이하로 냉각해야 하지만 쾌적성이나 에너지측면에서 맞지 않으므로 쾌적한 실내환경 조성에 근본적인 한계가 있다.

반면 전기제습기는 습도를 낮추기는 하지만 40~50℃의 온풍을 지속 내뿜어 오히려 실내온도를 올린다. 이 역시 쾌적성과 에너지 측면에서 바람직하지 않다. 만약 습도만 집중적으로 제거할 수 있다면 온도를 크게 낮추지 않아도 된다.

휴미컨은 큰 온도의 변화없이 습도만을 제거하며 재생온도도 낮아 쾌적성 향상과 에너지절감 효과가 탁월하다. 기존 제습제로 많이 사용되는 실리카겔대비 흡습성이 5배 높은 특수소재를 개발했다.

실리카겔 등 기존 세라믹소재와는 달리 고분자구조인 이 소재는 플라스틱처럼 성형이 자유롭다. 이를 종이처럼 만든 ‘휴시트’를 골판지처럼 가공해 로터리필터로 제작한 것이 휴미컨의 핵심기술이다.

사실 이러한 데시컨트기술은 산업시설에서 많이 활용해왔지만 재생을 위해 많은 에너지가 필요하기 때문에 공조용으로 쓰이지 않았다. 그러나 100~200℃에서 재생되는 기존 제습소재와 달리 휴시트는 40~50℃로도 재생이 가능해 에너지를 획기적으로 절감한다.

실제로 한국건설생활환경시험연구원(KCL)에서 KS C 9317(전기제습기) 기준으로 시험한 결과 제습효율이 기존 1등급대비 40% 높은 것으로 나타났다. 1·2등급의 효율격차가 10% 수준임을 감안하면 1등급보다도 40% 높다는 것은 그만큼 획기적인 기술이라는 의미다.

이는 냉방 후 실외기 바람으로도 재생되는 수준이므로 자체재생시스템을 장비 내부에 구축함으로써 소재를 영구적으로 사용할 수 있도록 개발했다. 흡습·방습 반복성 시험결과 10만회에서도 성능저하 없이 정상 동작했다.

즉 제습성능은 기존 소재보다 5배 높으며 소재 재생온도가 획기적으로 낮아 에너지효율을 크게 높였다. 쾌적성에 온도보다 더 큰 영향을 주는 습도를 에너지 효율적으로 제어함으로써 기존 온도중심의 습도제어기술인 에어컨보다 효과적으로 실내쾌적성을 확보할 수 있다.

이에 따라 ‘습도제어 기반 에어컨’으로 올해의 10대 기계기술에 선정됐으며 ‘열회수 환기기능 겸용 저온재생 고체식 데시컨트 제습기술’로 NET를 획득했다.

■ 습도가 코로나19 예방에도 중요한데

해외 저명한 학술지에 등재된 다수 논문에 따르면 습도가 50% 내외일 때 바이러스 생존률이 급격히 낮아진다. 30% 이하 저습도나 80% 이상 고습도에서는 바이러스 생존률이 높다.

이는 삼투압현상과 관련이 깊다. 코로나19 등 바이러스 감염병은 감염자의 비말을 통해 확산된다. 이때 비말은 식염수로 일종의 소금물이며 직경이 수십㎛ 수준의 작은 알갱이여서 습도에 따라 증발이 순식간에 일어난다.

50% 수준의 습도에서는 단시간에 체적이 1/10~1/20정도로 줄어 비말 내 염도가 10~20배 증가하므로 삼투압 현상이 발생, 바이러스 세포액이 밖으로 빠져나와 사멸한다.

이에 비해 저습도에서는 수분이 완전히 말라 바이러스가 염분과 분리되므로 생존하게 되며 고습도에서는 충분히 염도가 올라가지 않아 생존한다.

휴미컨은 실내습도를 자유롭게 조절할 수 있어 감염예방에 효과적이다. 에어컨은 여름철 최대가동해도 습도가 70~80%대에 머물정도로 제어가 불가능하다.

바이러스 사멸환경을 조성하는 간접적 방식에 더해 소재자체의 제균·항균성능도 갖췄다. 지난해 한국산업기술시험원(KTC)에서 성능을 시험한 결과 △부유바이러스 저감률 98.7% △부유세균 저감률 99.9% △대장균 저감률 99.9% △황색포도상구균 저감률 99.9% △혼합균주 0등급(균사발육 없음) 등으로 나타났다. 또한 탈취성능과 관련해 △암모니아(화장실 냄새) 99.8% △트리메틸아민(비린내) 99.6% △아세트산(신냄새) 94.0% 등을 제거하는 효과가 있다.

■ 타깃시장은

에어컨이 필요한 모든 공간이 타깃이지만 습기문제로 쾌적성이 크게 저하되는 공공기관을 핵심으로 접근하고자 한다.

공공기관은 에너지이용합리화 추진규정에 따라 실내를 28℃로 유지해야 한다. 이정도 설정온도는 냉각제습이 이뤄지지 않는 온도여서 재실자는 찜통더위를 느낀다. 사실 28℃는 습도문제만 없다면 쾌적성을 느낄 수 있는 합리적인 온도다.

휴미컨은 28℃를 유지하면서도 쾌적도를 높여 업무효율과 에너지효율을 제고할 수 있는 효과적인 제품이다.

또한 냉방병에 취약한 영유아·노약자 등 취약계층이 주로 머무는 어린이집·유치원·요양병원·의료시설 등 역시 주력시장이다. 이들 시설은 과냉, 직접냉풍 등으로 다른 질환을 앓게 될 우려가 있어 에어컨 가동이 제한된다.

휴미컨은 온도를 약하게 낮추고 습도를 낮춤으로써 냉방병 걱정없이 취약계층 이용시설의 쾌적도를 높일 수 있는 핵심장비다.

■ 그린뉴딜 기회요인은

정부가 추진 중인 그린뉴딜정책 중 관련있는 부분은 제로에너지빌딩(ZEB) 등 녹색건축분야다. ZEB는 냉난방부하를 획기적으로 줄여 건물에너지를 절감하는 개념으로 고기밀·고단열과 같은 패시브기술이 기반이 된다.

이는 실내가 밀폐용기·보온병과 같아진다는 것으로 외기에 관계없이 실내온도변화가 거의 없게 된다. 문제는 습기의 이동도 제한된다는 점이다. 시대를 앞서 패시브하우스를 지은 거주자들은 공통적으로 실내가 습해서 불쾌하다는 불만을 토로하고 있다.

일반적인 에어컨은 습기제거에 따라 온도저하가 수반되므로 단열이 좋은 패시브하우스에서는 온·습도가 과하게 낮아져 쾌적성이 더 취약해진다. 기존 열회수형 환기장치 역시 습도를 거를 수 없으므로 여름철에 가동하면 오히려 실내를 가습하게 된다.

데시컨트 제습냉방기인 휴미컨은 이러한 그린뉴딜시대 ZEB에 최적의 제품으로 향후 ZEB 표준설비화하는 방안을 추진할 계획이다.

■ 중장기적 비전은

휴마스터는 집이 재실자가 느낄 수 있는 가장 쾌적한 상태를 스스로 조성하는 실질적 의미의 스마트홈을 구축하고자 한다.

최신 공기청정기, 제습기를 들여놓고 음성으로 안내·제어할 수 있는 첨단시스템을 구축해 실내환경조건을 쾌적하게 조성할 수 있겠지만 이는 가장 바람직한 방법은 아니다. 사실상 집이 쾌적하고 건강한 환경을 조성하지 못하니 이러한 가전들이 필요해지는 것이다.

비유하자면 몸이 제 역할을 하지 못해 인공장기와 같이 첨단의료기술의 힘을 빌려 별도의 조치를 해야 하는 것과 같다.

정말로 집이 스마트해지기 위해서는 우리 몸의 장기기관에 해당하는 설비기기들이 재실자에게 가장 쾌적하고 건강한 환경을 조성해줘야 한다. 지금은 난방을 제외하면 공기청정, 냉방, 환기, 제습 등은 사실상 모두 가전제품이 수행하고 있지만 휴마스터는 이를 모두 빌트인함으로써 공기환경에 관한 것들을 집 자체가 관리해주고자 한다.

■ 최근 투자유치에 성공했는데

‍신한대체투자운용, 아크임팩트자산운용의 클럽딜(Club deal)로 22억원의 투자를 유치했다. 일반적으로 사업성만을 주목하는 투자사와는 달리 대체투자, 임팩트투자 등의 개념은 사회적가치, 환경, 인간 등에 대한 의미를 중시한다.

이들 투자사에게 자금을 유치했다는 것은 기후변화 대응 및 적응을 통해 인류에게 혜택을 제공한다는 가치를 평가받은 것 같아 더 의미가 크다.

이번 투자금은 휴미컨 시장확대를 위한 금형 및 설비투자에 활용될 예정이다. 이를 통해 100여년 넘게 이어온 에어컨기술의 대전환을 선도하는 회사로 성장할 방침이다. 신개념 에어컨디셔닝이라는 확고한 영역의 발전을 통해 해외에서도 인정받는 경쟁력을 확보하고자 한다.

■ 올해 사업전략은

주택용 및 건물·상업용으로 사업을 확장할 방침이며 산업용으로도 우수한 경쟁력을 확인해 관련 프로젝트를 추진할 계획이다.

주택용 제품은 습도조절과 환기가 동시에 가능하다는 장점을 기반으로 패시브하우스, 고급형 주택 등에 적용되고 있으며 향후 세대 환기장치에 적합한 기준으로 공동주택 설계반영을 추진할 계획이다.

건물·상업용은 공조기 커스터마이징 제작이 가능하며 시공실적 역시 보유하고 있다. 국내 모 대기업은 초기투자비 증가가 수반되더라도 냉난방, 제습공조 시 에너지비용·온실가스 저감 등이 가능함에 따라 R&D센터에 설계반영했다.

또한 대학교, 주민공동시설, 교회 등도 중요한 수요층이다. 서울 모 교회는 습도문제로 지난해 휴미컨을 설치한 뒤 올해 코로나19 집단감염 예방을 위해 환기, 제균기능을 확보하고자 확대 적용했다.

산업용은 확실한 경쟁력이 있다. 국내 한 대기업의 발전소에서 다량 발생하는 습기를 제거하기 위해 글로벌기업의 제습기를 사용하다 국산화가 가능할지 문의해왔다. 검토결과 같은 에너지로 2배 많은 제습이 가능한 것으로 나타나 프로젝트에 착수했다. 이를 기반으로 산업용으로도 사업을 확장할 방침이다.

또한 소비자와의 접촉면을 넓히기 위해 대리점 역시 확대하고 있다. 최근 패시브건축 관련업체들이 대리점 지정을 문의하고 있다. 글로벌기업 환기장치를 모두 써봐도 습도조절이 가능한 제품이 없던 차에 휴미컨에 대한 입소문이 나면서 관심이 증가하고 있다.

소재로도 사업을 진행 중이다. 성형이 용이한 소재이므로 벽지형태로 생산, 사업화할 준비를 하고 있다. 특히 국내 대표 인테리어기업이 출시한 프리미엄 매트리스에 이미 휴시트가 적용되고 있으며 저온으로 유통되는 진단키트 수출 시 습기에 의한 피해를 줄이는 데도 이용되고 있다. 이밖에도 다수의 다른 대기업들이 제습·탈취기능에 주목하고 각사 제품에 적용을 추진하고 있다.

■ 글로벌시장 전망 및 수출계획은

휴마스터가 바라보는 글로벌시장은 공조시스템시장이며 공기환경과 관련된 모든 시장이 사업범위다.

현재 국내 주택사정에 맞게 냉방전용으로 개발됐지만 향후 난방·가습기술도 개발해 상업용 제품을 출시할 계획이다. 냉난방, 제습, 공기청정, 환기 등 각각에 대해 차별화된 기술포인트가 존재하는 만큼 글로벌시장에 충분히 파급력이 있을 것으로 판단한다.

국내 공기환경 관련시장은 가정용·시스템에어컨이 3~4조원, 공기청정기 2조원 등 건물분야에서 10조원 이상이며 글로벌시장은 200조원가량이 되는 것으로 추산된다. 물론 모든 시장을 휴마스터가 감당할 수는 없겠으나 그만큼 진출가능한 범위가 넓다는 것이며 데시컨트기술을 기반으로 시장수요를 창출해 나가고자 한다.

현재는 베트남·싱가포르를 주요 수출시장으로 주목하고 있다. 동남아의 경우 습기문제 때문에 에어컨을 항상 20℃ 이하로 가동하는 실정이다. 싱가포르는 냉방에너지가 국가 전체 에너지소비량의 30~40%를 차지하고 있다. 주거 쾌적성 향상과 에너지절감은 글로벌 트렌드이므로 충분한 가능성이 있다.

실제로 싱가포르가 추진 중인 스마트 에코시티에 휴마스터의 기술을 적용하기 위해 현지 정부, NTU(난양공대)와 함께 프로젝트를 추진 중이다. 프로젝트 진행상황을 감안하면 국내시장에서의 성과에 앞서 해외에서 좋은 소식이 먼저 들려올 수도 있을 것으로 기대한다.

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