지하철 터널 열원 방식의 지열 히트펌프

전문가 제언

○ 1855년 세계 최초로 ‘Peter Ritter von Rittinger(오스트리아)가 설계하고 설치한 히프펌프는 에너지 효율이 높은 냉난방시스템이다. 열원(heat source) 종류에서는 외기에 성능이 크게 좌우되는 공기열원 대신 연중온도가 거의 일정한 지열 이용의 지열 히트펌프(GSHP: Ground Source Heat Pump)의 비율이 늘고 있다. 이와 함께 확대되는 지하철 터널 주위 지열을 열원으로 이용하려는 연구가 이뤄지기 시작했다.

 

○ 영국 London 지역에서의 GSHP의 지하철 지열의 이용 잠재성에 관한 예비조사를 통해 터널이 BHE(Borehole Heat Exchanger)에 근접될수록 BHE 벽의 온도변화가 확대되고, 이격 간격이 3m일 때 BHE 벽의 온도가 34℃로 최댓값을 보인 것으로 조사됐다. 지열의 효율적 이용을 위해 다양한 파라미터 조사 등 후속 연구의 필요성이 제시됐다.

 

○ 국내의 히트펌프 관련 연구는 1990년대 초반부터 활발하게 이뤄졌으며, 실용화에서도 ‘공공건물의 신재생에너지 설치 의무화제도’ 실행으로 공공건물의 신재생에너지원 중 60%가 GSHP로 설치되는 등 확대되고 있다. 하지만 지하철 열원 활용에서는 지열이 아닌 환기용 배기 열을 히트펌프 공기열원으로 이용하는 연구(한국가스학회지. v.4 no.4 2000년)뿐으로 지하철 지열 이용 연구는 아직 이뤄지지 않고 있는 것으로 보인다.

 

○ 유럽은 2020년까지 에너지공급 중 재생에너지 비율을 20%로 높이고 온실가스 배출량을 20% 감축하며, 2050년까지 배출량을 60～80% 감축하는 목표를 수립했다. 또한 유럽과 일본은 히트펌프에 공기, 물, 지열을 열원으로 이용하면 1차 에너지에 해당되는 절약부분을 신재생에너 공급으로 인정하는 등 히트펌프를 신재생에너지원으로 분류함으로써 보급을 확대시키고 있다.

 

○ 특히 국내는 혹한기가 긴 기후조건을 지니고 있어 공기열원 히트펌프보다는 GSHP 보급이 현실적이다. 온실가스 배출목표 달성에 기여하고 에너지 수입액 감축을 위해 지하철 지열 이용 연구 등 GSHP 기술 개발 및 보급 확대가 필요하다.

 

저자

Akos Revesz, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2016

권(호)

93()

잡지명

Applied Thermal Engineering

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

147~154

분석자

이*원

분석물

• 지하철 터널 열원 방식의 지열 히트펌프.pdf [506,763 byte]

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