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흡착식 히트펌프의 문제점과 해법

전문가 제언: ○ 세계적으로 에너지 소비의 증가는 에너지 자원의 고갈과 지구온난화와 같은 심각한 환경문제를 일으키고 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해서는 신재생에너지의 이용 확대, 폐열의 회수/이용, 에너지 절약 등은 피할 수 없다. 오늘날 산업폐열, 태양열 등과 같이 이용되지 않고 환경으로 배출되는 저온 에너지의 양은 막대하다. 이들 저온 열원은 고온 에너지로 변화시켜 사용할 수 있다. 히트 펌프는 그러한 목적을 달성시켜줄 수 있는 시스템이다.

○ 히트 펌프에는 여러 가지 형식이 있다. 가장 널리 사용되고 있는 형식은 기계식 히트 펌프이다. 그러나 기계식 히트 펌프에서 사용되는 냉매는 환경에 해를 줄 수 있는 물질이기 때문에 앞으로 개량해야 하는 문제가 있다. 대규모 산업용으로 많이 사용되는 흡수식 히트 펌프는 시스템 부품 간의 압력변화가 심하여 높은 운전비와 보수유지의 문제가 있다. 이들 결점을 보완할 수 있는 히트 펌프의 형식으로는 흡착식 히트 펌프가 제안되고 있다.

○ 흡착식 히트 펌프의 장점 중 하나는 열에너지의 저장능력을 가진다는 것이다. 대기와 연결된 개방형 흡착식 히트 펌프는 열에너지의 저장시스템으로 사용할 수 있다. 즉 등압 탈착과정에서 방출되는 열에너지를 열저장장치에 저장할 수 있는 것이다. 열저장장치 내에는 현열 저장물질, 또는 상변화 잠열 저장물질로 구성되며 이들 물질 내에 열을 저장한다. 이 열은 흡착과정에서 가열 목적으로 방출할 수 있다.

○ 흡착식 히트 펌프의 또 다른 장점은 태양열, 산업폐열과 같은 저온의 열에너지를 열원으로 사용할 수 있다는 것이다. 저온(50~80oC 정도)의 열에너지는 흡착식 히트 펌프 사이클에서 피흡착제가 환경으로부터 열을 얻어 증발하는 등압 흡착과정에서 사용할 수 있다. 흡착식 히트 펌프의 개발은 아직 초보단계에 있다. 낮은 COP, 불연속적 운전모드 등의 결정적인 결점들이 극복되어 친환경적인 흡착식 히트 펌프의 기술이 완성되도록 기원하는 바이다.

저자: Hasan Demir, Moghtada Mobedi, Semra Ulku
자료유형: 학술정보