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태양열을 보조 에너지로 하는 건물의 공기 조화 기술 동향

전문가 제언: ○ 태양열은 태양으로부터 방사되는 열을 모아 필요한 곳에 이용하는 기술로서, 주로 건물의 냉난방과 급탕, 산업공정 열, 농수산 분야, 열 발전 등에 활용하고 있다. 미국의 경우 태양열 발전에 주력하고 있고, 일본과 호주는 태양열을 이용한 온수기를 중점적으로 개발하고, 유럽은 대규모 집단 난방 및 급탕 시스템 개발에 치중하고 있다.

○ 태양열을 이용하여 난방은 물론 냉방과 건조도 할 수 있다. 냉방설계는 냉방 에너지를 가능한 한 적게 사용하도록 건물을 시공하고, 필요에 따라 소 용량의 냉방장치를 추가한다. 최근 태양열 집열기(solar thermal collectors)의 효율이 향상되면서 태양열을 이용한 건물공기조화 연구 및 시범프로젝트가 각국에서 또 국제 공동 과제로 추진되고 있다.

○ 태양열 냉방에는 흡수식(absorption)과 흡착식(adsorption) 두 가지가 있다. 흡수식은 리튬브로마이드(LiBr)와 같은 혼합용액 속에서 태양열에 의해 물이 증발 및 응축되고 다시 진공 속에서 증발하는 과정을 반복함으로서 냉방이 이루어진다. 흡착식은 실리카겔(silica gel)과 같은 고체 흡착제를 이용하여 공기 중에 함유된 수분을 제거한 후 가는 물방울을 분무해주면 물방울이 증발하면서 온도가 떨어지게 되며 이 시원한 공기를 실내로 투입해서 냉방을 한다.

○ 태양열을 이용한 공기조화기술이 아직은 도입초기단계로서 설계지침에 대한 표준화도 없고, 시스템 운전경험도 부족하다. 비용대비 에너지효율을 극대화하기 위해 설계단계에서 시뮬레이션을 실시하고, 유압설계를 단순화하고, 적절한 시운전공정을 반드시 수행하여야 한다.

○ 여름철 건물의 공기조화는 새로운 성장산업분야로 대두되고 있으므로, 기반기술로서 냉각용량 50㎾ 이하의 열구동 급수냉각기의 개발, 액체건조제를 사용한 개방형 냉각 사이클의 개발, 흡착식 열펌프의 개선, 흡수방식의 고효율 습기제거장치의 개발에 전념하여야 한다고 생각한다.

저자: Hans-Martin Henning
자료유형: 학술정보