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지열을 이용한 냉각장치

전문가 제언: ○ 에어컨은 실내로부터 열을 흡수하고 흡수된 열을 대기 중으로 방출한다. 따라서 외기 온도가 높을 때 운전하는 에어컨은 더운 외기에 열을 방출하기 위해 많은 에너지를 소비한다. 근래에는 에너지 절감이 필수과제가 되어 에너지 효율이 높은 지열 열펌프에 대한 관심이 증가하고 있다.

○ 종래의 지열 열펌프에는 실내와 땅속 간의 열을 수송하기 위해 부동액이 순환되는 지열 루프가 구성되어 있다. 이 지열 루프 내의 플라스틱 파이프는 길이가 길고 직경이 크다. 따라서 공사 및 설치비용이 많이 들고 소비전력이 커지는 등 단점이 많다.

○ 이에 따라 종래 시스템의 플라스틱 루프 대신 작은 직경의 동(Cu) 루프를 사용하는 ‘직접 지열교환(direct geoexchange)’ 기술이 적용된 냉각장치가 개발됐다. 이 시스템은 땅속으로부터 열을 흡수하거나 땅속으로 열을 방출하기 위해 루프 내에 부동액 대신에 냉매를 순환시킨다.

○ 이 시스템은 열펌프의 압축기와 직접 연결되기 때문에 종래 시스템에서 루프에서 열펌프로 열을 전달하기 위해 필요했던 열교환기가 없어진다. 또한 루프의 길이와 직경이 짧아지고 땅 속의 홀의 직경이 작아져 관련 비용이 낮아지고 효율이 상승된다.

○ 땅속은 연중 내내 10℃ 수준을 유지한다. 이러한 땅속을 열 저장소나 열 싱크로 이용하여 냉난방을 하는 지열 열펌프는 가장 친환경적인 시스템으로 평가되고 있다. 국내도 1990년대부터 산학협력 중심으로 연구개발이 시작, 2000년부터 지열 냉난방 시스템이 도입되기 시작했다.

○ 특히 우리나라도 2004년부터 연면적 3,000㎡ 이상의 공공기관 건축 시 공사비의 5% 이상을 신재생에너지로 이용하도록 의무화됨에 따라, 지열시스템의 보급은 확대될 것이다. 보다 설치성이 향상되고 효율이 높은 저가격대의 지열시스템 개발을 위한 개량연구가 요구된다.

저자: FREE ENERGY SOLUTIONS INC
자료유형: 특허정보