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배열 회수형 흡수식 히트펌프에 의한 고온 생성 시스템

전문가 제언: ○ LiBr/H2O계 흡수액을 이용하는 흡수식 히트펌프는 동일 증기압력에서는 냉매(물)의 포화온도보다 흡수액의 평형온도가 높다는 이론을 이용한 시스템이다. 즉 일정온도 하에 증발기에서 증발한 냉매가 흡수액에 흡수되며 이때 잠열에 의하여 흡수액을 가열？증발시킨다. 따라서 일반적인 압축식 히트펌프의 압축행정 대신 흡수액의 가열에 의한 냉매의 고압 증발 프로세스를 이용한 것으로 볼 수 있다.

○ 한편 흡수식 히트펌프는 제1종과 제2종으로 분류되며 본고에서 소개한 배열회수형 히트펌프는 제2종에 대하여 성능을 더욱 높일 목적으로 제올라이트의 미세결정 슬러리를 흡수액에 부가시킨 것이다. 제1종 흡수식 히트펌프는 연료(가스)나 증기를 이용하여 재생기를 가열함으로써 80～120℃의 열(고온수)을 얻는다. 한편 제2종은 연료 이외에 공장 등에서 발생하는 온배수나 증기를 증발기와 재생기에 도입하며 응축기에는 냉각수를 통과시켜, 배열과 냉각수의 온도차를 구동력으로 이용하며 기본적으로 배열보다 높은 열을 얻는데 이용된다.

○ 흡수식 히트펌프는 압축식보다 일반적으로 COP가 낮고 활용면에서도 제약(전기처럼 구동 에너지원이 단순하지 않은데 따르는 어려움 등)이 따르는 단점이 있다. 하지만 흡수식은 압축식에 비하여 ①구동원으로 전기를 사용하지 않고 고열원뿐만 아니라 배열, 저열원, 저압증기와 같은 저품위 열을 사용하며, ②프레온계 냉매를 사용하지 않기 때문에 압축식처럼 냉매에 따른 지구 오존층파괴나 온난화문제에 자유롭고, ③작동압력이 대기압 이하이므로 압력용기의 규제를 받지 않는 등의 장점이 있다.

○ 우리나라에서도 LG전자 등에서 냉난방용 흡수식 히트펌프를 제작？시판하면서, 배열 회수형 고온생성 시스템 개발에 관한 연구가 진행되어 다수의 결과도 발표된 바 있다. 그러나 본고의 주요 기술개발 내용인 LiBr 수용액에의 미세결정 슬러리 활용 내용은 아직 연구가 이뤄지지 않고 있다. 따라서 본고의 배열회수 기술은 앞으로의 연료전지 개발과 환경규제 등과 연계하여 우리나라에서도 적극 참고할 가치가 있을 것이다.

저자: ITAYA Y.
자료유형: 니즈학술정보