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지속가능한 준-지열 열펌프 난방 - Serbia 사례 -

전문가 제언: ○ 열기관 사이클을 반대로 구동시켜 열을 이동시키는 것을 총칭해서 열펌프(heat pump)라 한다. 냉동기와 같이 기계적인 일(compression)을 가할 수 있으면 가역적으로 저온 물체에서 열을 빼내어 고온 물체에 방출할 수 있다. 열펌프는 냉각, 가열 어느 것이나 작동시킬 수 있는 시스템으로 파악한다. 그 대표적인 예가 냉동기로, 열펌프의 원리에 의한 냉난방 장치는 냉매계통의 절환에 의해 여름에는 물을 흡열원으로 하여 냉방에, 겨울에는 같은 물을 가열원으로 하여 난방에 사용할 수 있다.

○ 열교환기(heat exchanger)는 열펌프 시스템의 한 요소이며, 고온의 유체로부터 저온의 유체로 전열벽을 사이에 두고 열을 옮긴다. 일반적으로 열이 교환되는 사이에 열원 유체(냉매)의 상태가 변화하는 증발기 및 응축기 등은 열교환기라고 부르지 않는다.

○ 1kWh의 전력은 860kcal/h의 열량에 상당하는데, 이것으로 열펌프를 구동시키면 응축기(condenser)에서 그 3~5배의 열을 얻을 수도 있다. 열펌프 장치 내의 증발기에 열을 부여하는 열원으로는 대기 외에 지열, 지하수, 하천이나 호수의 물, 태양열, 공장의 폐열 등을 들 수 있다.

○ EU지역에서 확산되고 있는 LTGE(Low Temperature Geothermal Energy)의 장점은 (1) 지하의 열원은 시간과 장소에 구애받지 않는다. (2) 최소한의 환경 충격으로 그 개발이 가능하다. (3) 토양의 높은 열 관성으로 지온은 기온의 일 변화, 계절 변화에 영향 받지 않고 연중 내내 일정 온도를 유지한다. (4) 지중 열은 주변 환경과의 온도차에 의거, 파이프(순환 유체는 공기 또는 물)를 매설하고 열펌프로 뽑아낸다.

○ 국내 보급 중인 냉난방용 지열 순환(loop)의 회로 방식은 두 가지가 있다. 하나는 수직형으로 U자형의 지열 순환 파이프를 지하 50~150m 깊이로 매설하는 것과, 다른 하나는 수평형으로서 l자형 또는 두루마리 형의 지열 순환 파이프를 지하 1.8~2.4m 깊이로 매설하는 것이다.

저자: Dragi Antonijevica, Mirko Komatinab
자료유형: 학술정보