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고효율 지열 DX 시스템

전문가 제언: ○ 지열에너지(geothermal energy)는 태양열에너지에 비해 밤과 낮, 계절 및 지역에 따른 온도변동 폭이 적고 연속적으로 이용할 수 있다. 이러한 장점이 있기 때문에 지열을 이용한 냉난방시스템의 도입이 점차 확대되고 있다. 종전의 지열이용 시스템은 일반적으로 폐쇄루프의 플라스틱배관을 땅속에 매설하고 물을 순환시켜 지열을 활용한다.

○ 이처럼 기존의 지열시스템은 땅속과 순환유체와의 1차 열교환, 순환유체와 시스템 냉매와의 2차 열교환 그리고 냉매와 실내 공급공기와의 3차 열교환을 통해 지열을 이용한다. 최근에는 기존 시스템의 단점을 개선한 지열 DX(Direct Exchange: 직접교환) 시스템 방식이 도입되었다.

○ 개선된 지열 DX 시스템은 물 대신 R-22와 같은 냉매가 순환되는 구리(Cu)배관을 지중에 직접 설치한다. 따라서 1차 열교환 단계가 제거됨에 따라 열교환이 2 단계로 축소되고 펌프가 필요 없어 종래 시스템보다 효율이 증대된다. 또한 구리배관 사용으로 열전도가 증가함에 따라 지중배관의 크기와 길이가 축소되어 시스템 설치비용이 감소된다.

○ 이러한 지열 DX 냉난방시스템 보급의 확대를 위해서는 시스템 성능 및 효율 향상이 필수적이다. 이를 위해 이 발명은 압축기의 윤활오일 회수방법을 개선하고 낮은 과열도를 적용함으로서 압축기로의 액체냉매 유입이 최소화된다. 이에 따라 압축기의 냉매압축은 대부분 증기상태에서 이루어지고 시스템 효율이 향상된다.

○ 현재 공기열원 냉난방시스템에서 너무 높거나 낮은 주위온도에서의 성능저하 문제는 지열을 이용하면 대부분 해결할 수 있다. 또한 열부하가 비교적 적은 부하조건에서는 지열만으로도 냉난방이 가능하다. 따라서 에너지절약을 통해 지구환경문제에 대응하기 위해 지열이용 시스템 및 요소기술에 대한 연구개발 확대가 필요하다.

저자: EARTH TP AIR SYSTEM, LLC
자료유형: 특허정보