“땅 속에서 새는 열 잡아라”…에너지절약 연구 눈길

(부산ㆍ경남=뉴스1) 조아현 기자 = 건물 냉난방용 신재생에너지 시스템인 지열(地熱)히트펌프(GSHP,Groud Source Heat Pumps)에서 땅 속으로 새는 열을 회수해 온수에 활용하자는 연구가 나와 눈길을 끌고있다.

부경대학교는 최근 발행된 월간 '부산건설정보' 8월호에서 정근주 건축공학과 교수가 '지열히트펌프 응축열 회수를 통한 급탕 에너지절약 방안'을 제안했다고 5일 밝혔다.

지열히트펌프는 땅 속에 파이프를 묻고 여기에 물을 순환시켜 열을 얻는 냉난방 시스템이다.

하지만 지열히트펌프는 가동 시간이 경과할수록 땅 속으로 발산되는 응축열로 인해 지열 히트싱크(방열판)의 온도가 증가해 효율이 감소하는 문제가 있다.

또 호텔 등 수요가 많은 건물의 공기열원히트펌프 급탕시스템의 경우 지열방식에 비해 성능이 낮다는 점도 단점으로 꼽혀왔다.

여기서 정 교수는 지열히트펌프를 냉방 운전할 때 땅 속으로 사라지는 응축열을 급탕 히트펌프의 증발기에서 곧바로 회수하면 급탕시스템의 효율을 높일 수 있다고 제안한다.

또 지열히트펌프의 지중히트싱크 온도상승도 함께 지연시켜 두 히트펌프 효율을 높일 수 있다는 주장이다.

지열히트펌프를 냉방으로 가동할 경우 응축기에서 지중으로 향하는 순환수 온도는 시간이 경과할수록 높아지는데 이 순환수를 급탕히트펌프 증발기에 공급하고 열을 회수한 다음 지중 히트싱크로 보낸다는 것이다.

그러면 급탕히트펌프 증발기는 고온의 순환수로부터 양질의 증발열을 확보해 효율이 높아지고 지열히트펌프는 낮은 순환수 온도를 유기하기 때문에 지중 히트싱크 과열을 막아 효율이 증가하는 것으로 나타났다.

정 교수는 "신재생에너지의 의무적용 비율이 21% 수준으로 높아져 지열히트펌프 냉난방시스템의 적용이 확대되고 있다"면서 "지열히트펌프 응축열과 급탕 폐열 회수 방안을 적용한다면 냉방부하 및 급탕부하가 큰 건물에서 에너지 효율을 높일 수 있다"고 말했다.

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