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CO2 히트펌프 온수 공급기용 2단 저압 이젝터 사이클의 개발

전문가 제언: ○ 대기열을 활용하여 전기 입력 에너지의 수 배에 달하는 열을 발생시키는 히트펌프 온수 공급기는, 가정 에너지 소비의 1/3을 차지하는 온수 에너지를 담당할 수 있는 기기로서 큰 관심의 대상이 되고 있다.

○ 히트펌프는 대기나 폐열 등 ‘이미 존재하는 열’을 이용하기 때문에 이를 이동시키기 위하여 보조로 투입된 전기 에너지의 3～6배의 에너지가 얻어질 수 있다. 따라서 히트펌프 온수공급기를 이용하면, 지구상에 거의 무한하게 존재하는 공기의 열을 전기에너지의 보조에 의하여 온수에 이동시켜 공급함으로써, 에너지를 절감하고 CO2의 감축 등 환경부하를 크게 줄일 수 있다.

○ 이 기기는 겨울철에 특히 COP가 저하하며, 그 첫 번째 원인은 증발기(evaporator)에 성에(frost)가 생기는 것으로 보고되어 있다. 여기에서는 그 대책으로 2단 저압 에젝터 사이클을 적용하는 기술을, 증발기의 고성능화를 위한 기본 소재 기술과 함께 소개하였다.

○ 일본의 경우 가정용 CO2 히트펌프 온수 공급기는 할인 요금이 적용되는 심야전력을 이용하여 광열비를 억제할 수 있는 것으로 일반에 널리 알려지면서 보급이 확대되고 있다. 또한 자연냉매를 이용한 히트펌프 온수 공급기의 보급은 그 환경친화성이 확인되면서 업무용으로도 파급되어, 대형 시설로는 풀장이나 목욕탕으로부터 소형 시설에서는 음식점 주방, 슈퍼마켓, 사무실에 이르기까지 다양하게 이루어지고 있다.

○ CO2 히트펌프 온수 공급기를 이용하여 에너지와 환경 부하의 절감을 꾀하기 위해서는 히트펌프의 COP를 가능한 한 높이는 기술을 적용해야 한다. 따라서 여기에서 소개한 새로운 CO2 히트펌프 온수 공급기용 2단 저압 에젝터 사이클 응용 기술은, 요즈음 사회적 이슈가 되고 있는 우리나라의 저탄소 녹색 성장 정책에도 적극 참고할만한 가치가 있다고 생각한다.

저자: KUROKI J., TAKATSU M.
자료유형: 학술정보